專利名稱：桅桿式起重機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及起重機，特別是涉及一種桅桿式起重機。
背景技術：
桅桿式起重機即固定安裝的起重機。桅桿式起重機具有結構簡單、設計制造容易、費用低、易拆裝、能變幅、自重小以及能力大等特點。桅桿式起重機一般多用于構件較重、吊裝工程比較集中、施工場地較狹窄，而又缺乏其它合適的大型起重機械的場合。發(fā)明人在實現(xiàn)本實用新型過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的起重能力為150噸及以下的桅桿式起重機在各部件受力均衡、桅桿附加彎矩以及整機平衡性能等方面有待于進一步的完善。由于各部件受力均衡、桅桿附加彎矩以及整理平衡性能等會影響桅桿式起重機的可靠性，因此，現(xiàn)有的桅桿式起重機在可靠性上還有待于進一步的提高。有鑒于上述現(xiàn)有的桅桿式起重機存在有待于進一步完善的需求，發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種桅桿式起重機，進一步的完善現(xiàn)有的桅桿式起重機，使其更具實用性。經(jīng)過不斷的研究設計，并經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本實用新型。

實用新型內容本實用新型的目的在于，為進一步完善現(xiàn)有的桅桿式起重機，而提供一種新的桅桿式起重機，所要解決的技術問題是，使桅桿式起重機的各部件盡可能的受力均衡，減小桅桿的附加彎矩，并提高整機的平衡性能。本實用新型的目的及解決其技術問題可采用以下的技術方案來實現(xiàn)。依據(jù)本實用新型提出的一種桅桿式起重機，包括桅桿，沿重力方向豎直設置；上部鉸支撐件，設置于所述桅桿的頂部；多根纜風繩，聯(lián)結上部鉸支撐件與拖拉坑，以固定所述桅桿；大臂，設置于桅桿的上部，所述大臂與所述桅桿垂直設置，且所述大臂在所述桅桿兩側的長度相同；兩個吊耳，一端與所述大臂的兩個端部連接；兩個小臂，與所述吊耳的另一端連接，且所述小臂與所述吊耳垂直設置，所述小臂在所述吊耳兩側的長度相同，所述小臂的兩端均通過卷揚機的起重鋼絲繩與吊鉤連接；下部鉸支撐件，設置于所述桅桿的底部。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。較佳的，前述的桅桿式起重機，其中所述下部鉸支撐件包括多個滾動體，且滾動體半徑A與滾動道半徑r2的關系為r2 = I. OSr1。借由上述技術方案，本實用新型的桅桿式起重機至少具有下列優(yōu)點以及有益效果本實用新型通過豎直設置桅桿并在桅桿上設置與其垂直的大臂，并使兩個大臂在端部分別通過吊耳連接小臂，使本實用新型的桅桿式起重機形成中心受力、三個動臂以及四個吊點的平衡結構；本實用新型可以通過精確的計算來設計桅桿、纜風繩以及下部鉸支撐件等各部件，最大程度的保證了桅桿式起重機的平衡結構；從而本實用新型可以使桅桿式起重機的各部件盡可能的受力均衡，并減小了桅桿的附加彎矩，提高了整機的平衡性能，從而提高了桅桿式起重機的可靠性，非常適于實用。綜上所述，本實用新型在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極技術效果，成為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征以及優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖I為本實用新型的桅桿式起重機的結構的一示意圖；圖2為本實用新型的桅桿式起重機的受力示意圖； 圖3為本實用新型的桅桿的主角鋼的最大橫截面示意圖；圖4為本實用新型的桅桿的一主視圖；圖5為本實用新型的桅桿的另一主視圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，
以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的桅桿式起重機其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。本實用新型的桅桿式起重機的結構如附圖I所示。圖I中示出的桅桿式起重機主要包括桅桿I、大臂2、小臂3、吊耳4、上部鉸支撐件5、下部鉸支撐件6以及纜風繩7。從圖I可知，本實用新型的桅桿I沿重力方向豎直設置，桅桿I通常包含有多個主角鋼、多個橫拉桿以及多個斜支撐等元件。上部鉸支撐件5設置于桅桿I的頂部，用于與纜風繩7 —起固定桅桿I。多根纜風繩7(如8根纜風繩7)聯(lián)結上部鉸支撐件5與拖拉坑(圖中未示出)，從而固定桅桿I。大臂2設置于桅桿I的上部，大臂2與桅桿I垂直設置，且大臂2在桅桿I兩側的長度相同，即桅桿I左右兩側的大臂2重量均衡。吊耳4的一端與大臂2的兩個端部連接，吊耳4的另一端與小臂3的中部連接，且小臂3與吊耳4垂直設置，小臂3在吊耳4兩側的長度相同，即吊耳4左右兩側的小臂3重量均衡；另外，小臂3的兩端均通過卷揚機的起重鋼絲繩與吊鉤連接。下部鉸支撐件6設置于桅桿I的底部。另外，圖I中的L表示桅桿的高度(即桅桿的有效長度)，L1表示大動臂的長度(即大臂的長度)，Ltl表示小動臂的長度(即小臂的長度)，H1表示有效起重高度(即吊鉤與桅桿底部之間的最大距離)，且rl表示桅桿式起重機的最大回轉半徑。桅桿式起重機的受力如附圖2所示。在圖2中，如果桅桿式起重機的最大起重量為Ql (如150噸)，則每一個吊鉤所承受的重量為Q1/4。纜風繩與地面之間的銳角夾角為S，纜風繩上的預加拉力SP1，桅桿的上部受力為N1，桅桿中部受力為N2，且桅桿的下部受力為N。卷揚機的起重鋼絲繩的拉力為
S
Umax °另外，圖2中的L表不梳桿的1 度(即梳桿的有效長度)，H1表不有效起重1 度(即吊鉤與桅桿底部之間的最大距離)，h表示小臂與桅桿底部之間的距離，L1表示大動臂的長度(即大臂的長度)，Ltl表示小動臂的長度(即小臂的長度)。本實用新型的桅桿式起重機2的各部件可以通過精確計算來設計，下面對本實用新型的各關鍵部件進行計算設計的實現(xiàn)方式進行說明。I、桅桿I的設計。根據(jù)桅桿式起重機的具體應用環(huán)境(如最大起重量等)，針對桅桿I預先設置一許用應力[O ]，實際設計出的桅桿I的許用應力應不超過預先設置的許用應力[0 ]，即桅桿I的實際許用應力(即實際設計出的桅桿I的許用應力)O _彡[0 ]。桅桿I的許用應力與桅桿I的橫截面以及高度等因素相關?？梢岳孟率龉舰艁碛嬎阄U的許用應力O _ : omax = P/(￥ . E F) +Mmax/ff 公式(I)在公式(I)中，P為作用于桅桿上力的總和，V為桅桿的主角鋼的縱向彎曲系數(shù)(￥的取值與桅桿的主角鋼的細長比有關)，E F為設計中的桅桿的橫截面的主角鋼面積總和，Mmax為桅桿的最大彎矩值，W為桅桿截面模量。針對E F的一個具體的例子，先選用主角鋼Z 160X160X14進行試算，每根主角鋼截面積為Fi,則E F = 4 Fi0①、上述公式(I)中的P可以通過下述公式⑵計算獲得P = N2+SmaxX 4+n P1 sin 6 +(P0 n)/2 ； 公式(2)在上述公式(2)中，N2為設計中的桅桿的中部受力大小，Smax為卷揚機的起重鋼絲繩的最大拉力(可以如下述公式(10)計算獲得)，n為所述纜風繩的數(shù)量，P1為所述纜風繩的預加拉力，S為所述纜風繩與地面的銳角夾角，Ptl為一根纜風繩的重量。針對纜風繩的重量Ptl的一個具體的例子，設計中的纜風繩的具體參數(shù)包括小31. 5-6 X 37，且每根纜風繩的長度為2. 5L，如果桅桿的高度L取30米的話，則2. 5L ^ 75M, P0 ^ 225kg ^ 0. 23t ;且 S = 30。。上述公式(2)中的N2可以通過下述公式(3)計算獲得N2 = ^+60/2 公式(3)在上述公式(3)中，N1為桅桿的上部受力大小，Gtl為桅桿自重(如Gtl可以設置為31 噸)。上述公式(3)中的N1可以通過下述公式(4)計算獲得N1 = Pj+Gi+G2 公式(4)在上述公式(4)中，Pj為桅桿式起重機的載荷，G1為大臂及其附件的重量(如G1可以設置為3噸)，G2為小臂及吊耳的重量(如G2可以設置為5噸)。上述公式(4)中的Pj可以通過下述公式(5)計算獲得Pj = [ ((^+Q1 Kc) +q] Kd 公式(5)在上述公式(5)中，Q1為桅桿式起重機的最大起重量，K。為桅桿式起重機的超載系數(shù)，q為吊索具的重量，Kd為桅桿式起重機的動載系數(shù)。在Q1被設置為150噸、K。被設置為0. I、q被設置為5噸以及Kd被設置為I. 2的情況下，Pj = 204噸。另外，在G1被設置為3噸，G2被設置為5噸的情況下，上述公式(4)中的N1 =204+3+5 = 212 噸。還有，在Gtl被設置為31噸的情況下，上述公式(3)中的N2 = 212+15. 5 = 227.5噸。②、上述公式(I)中的￥可以通過查找預先設定的W與入的對應關系表獲得，而入的取值可以通過下述公式(6)計算獲得入=L/P = (c U I) / P ； 公式(6)在該公式(6)中，L為設計中的桅桿的高度(即桅桿的有效長度)，c為桅桿的有效長度系數(shù)，P為桅桿的回轉半徑，且P = Ifflax/ E F，Imax為桅桿的最大平面面積的慣性矩，I為桅桿的物理長度，U為桅桿的單位體積應變能。上述公式￠)中的ii可以通過查表獲得，一個具體的例子在桅桿采用兩端鉸的情況下，c = I，如果設定Imin/I— = 0. 2, (Lb+Lc) /L ^ 0. 3,則通過查表可以獲得u = I. IloIfflin表示桅桿的最小平面面積的慣性矩，Lb表示上部分細桅桿的長度，該上部分細桅桿是指桅桿上部橫截面小于桅桿中部橫截面的部分桅桿，Lc表不下部分細桅桿的長度，該下部分細桅桿是指桅桿下部橫截面小于桅桿中部橫截面的部分桅桿。上述p = Ifflax/ E F中的Imax可以通過下述公式(7)計算獲得Imax = I1+ E F r2 ； 公式(7)在上述公式(7)中，I1為設計中的桅桿的一個主角鋼的慣性矩，r為設計中的桅桿的主角鋼中心線至設計中的桅桿截面中心的距離，如附圖3中示出的r。—個具體的例子,予選a = 120cm,然后,試算Imax = I1+ E F r2,從而獲得Imax。③、上述公式⑴中的Mmax可以通過下述公式⑶計算獲得Mmax = N1 e ; 公式(8)在上述公式(8)中，N1為設計中的桅桿的上部受力大小，N1的計算方式如上述公式(4)，e為桅桿式起重機在起重時桅桿垂直度的最大變值(例如e可以設置為IOcm)。④、上述公式(I)中的W可以通過下述公式(9)計算獲得W = ImJa 公式(9)在上述公式(9)中，Ifflax為桅桿的最大平面面積的慣性矩，且Imax的計算方式如上述公式(7)，a為設計中的桅桿的橫截面的邊長(如附圖3中示出的a)，且設計中的桅桿的橫截面為正方形。2、卷揚機的起重鋼絲繩的設計。在選取卷揚機的起重鋼絲繩時，主要應根據(jù)計算出的卷揚機的起重鋼絲繩的最大拉力Smax來選取相應的卷揚機的起重鋼絲繩，Smax可以通過下述公式(10)計算獲得Smax = (Q./4+Q, Kc)/(K ib nb) 公式(10)在上述公式(10)中，Q1S桅桿式起重機的最大起重量(如Q1可以設置為150噸)，K。為桅桿式起重機的超載系數(shù)(如K?？梢栽O置為0. I)，K為同時支撐載荷的滑輪數(shù)，ib為起重滑輪組效率，nb為導向滑輪效率。ib和nb可以通過計算獲得。如果令a = l/(K ib nb) = 0. 111，Q1 = 150 噸，Kc = 0. 1，則Smax = (Qj/4+Qi Kc) X a = 5. 83t。從而本實用新型可以選取最大拉力不小于5. 83t的繩作為卷揚機的起重鋼絲繩。3、纜風繩的設計。[0072]在選取纜風繩時，主要應根據(jù)設計出的纜風繩的最大拉力P1來選取相應的纜風繩，纜風繩的最大拉力P1可以通過計算獲得，在計算出P1之后可以通過查表獲得相應型號的纜風繩。本實用新型可以采用現(xiàn)有的計算方式來確定纜風繩的最大拉力P:。當然技術人員也可以根據(jù)其實際經(jīng)驗來設置纜風繩的最大拉力，如根據(jù)桅桿起重機的最大起重量設置P1=I. Ot;從而本實用新型可以選取最大拉力不小于P1 (如I. 0噸)的鋼絲繩作為纜風繩。4、下部鉸支撐件的設計。本實用新型的下部鉸支撐件的滾動體
權利要求1.一種桅桿式起重機，其特征在于，包括 桅桿，沿重力方向豎直設置； 上部鉸支撐件，設置于所述桅桿的頂部； 多根纜風繩，聯(lián)結所述上部鉸支撐件與拖拉坑，以固定所述桅桿； 大臂，設置于所述桅桿的上部，所述大臂與所述桅桿垂直設置，且所述大臂在所述桅桿兩側的長度相同； 兩個吊耳，一端與所述大臂的兩個端部連接； 兩個小臂，與所述吊耳的另一端連接，且所述小臂與所述吊耳垂直設置，所述小臂在所述吊耳兩側的長度相同，所述小臂的兩端均通過卷揚機的起重鋼絲繩與吊鉤連接； 下部鉸支撐件，設置于所述桅桿的底部。
2.根據(jù)權利要求I所述的桅桿式起重機，其特征在于，所述下部鉸支撐件包括多個滾動體，且滾動體半徑A與滾動道半徑r2的關系為r2 = I. 05rlo
專利摘要本實用新型有關于桅桿式起重機，包括桅桿、上部鉸支撐件、多根纜風繩、大臂、兩個吊耳、兩個小臂及下部鉸支撐件；桅桿沿重力方向豎直設置；上部鉸支撐件設置于桅桿頂部；多根纜風繩聯(lián)結上部鉸支撐件與拖拉坑，以固定桅桿；大臂設置于桅桿的上部，大臂與桅桿垂直設置，且大臂在桅桿兩側的長度相同；兩個吊耳的一端與大臂的兩個端部連接；兩個小臂與吊耳的另一端連接，且小臂與吊耳垂直設置，小臂在吊耳兩側的長度相同，小臂的兩端均通過卷揚機的起重鋼絲繩與吊鉤連接；下部鉸支撐件，設置于桅桿的底部。本實用新型提供的技術方案可以使桅桿式起重機的各部件盡可能的受力均衡，并減小了桅桿的附加彎矩，提高了整機的平衡性能，從而提高了桅桿式起重機的可靠性。
文檔編號B66C23/60GK202542737SQ20122013256
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權日2012年3月31日
發(fā)明者薛俊福 申請人:中色十二冶金建設有限公司