QD型通用桥式起重机可以适用于多个场合,一般在某些特定的固定跨间中承担装卸、起重和运输等类型的工作。桥式起重机在使用过程中,由于其自身的机构重量较大,造成建设成本的增加及使用维护的困难。起重机的轻型化研究具有重要的现实意义,在起重机的提升机构中,滚筒是其中一个十分重要的零部件,滚筒的结构和尺寸对于起升机构的尺寸及重量具有较大的影响。主梁结构是起重机的重要组成部分,波纹腹板相对于直钢板具有优异的性能,将其应用于起重机的主梁结构中,可以进行主梁结构的优化设计,减轻主梁结构的重量。针对桥式起重机的重量,本文针对QD20/5-19.5A5型桥式起重机对其起升机构及主梁结构进行优化设计,主要包括以下几个方面研究:(1)依据QD20/5-19.5A5型桥式起重机的起升机构,对起重机的减速器进行了重新设计计算,采用新型减速器,减速器自身重量可减轻26%,对起升机构卷筒进行了优化设计,轻型化设计后的卷筒相对原有卷筒的质量可减轻70%。(2)依据QD20/5-19.5A5型桥式起重机,针对起重机的主梁结构,采用梯形结构波纹腹板对起重机进行结构上的优化设计,通过主梁机构的优化,可使起重机的重量减轻10%,极大的减轻了QD20/5-19.5A5型桥式起重机的重量。(3)利用有限元分析软件ANSYS Workbench完成主梁结构在满载小车行驶至主梁跨中位置时的静力学分析以及模态分析,经过分析得到主梁所受到的最大应力和主梁结构最大变形量,应力应变的分布符合主梁结构的受弯矩作用的情况,且最大应力值及最大形变量均满足系统的使用要求。同时,对主梁结构系统的模态进行了仿真分析,系统固有频率为8.53Hz,满足系统的动刚度需求,符合操作设计的规范。(4)通过ANSYS Workbench对主梁截面尺寸进行优化,经过优化完毕的主梁机构一方面符合强度需求,同时能够达到刚度标准,再者亦是能够确保其动态特征达到目标。主端梁优化后的重量为21.6t,相对于轻型化结构可减轻重量3%,相对于QD20/5-19.5A5型桥式起重机原有结构重量可减轻13%,能够更好的实现起重机的轻型化设计。通过对起重机的起升过程进行瞬态动力学上的分析,能够获得系统在起升过程中随时间的变化推移,振动位移产生的变化曲线。