[发明专利]桅杆式起重机

权利要求书

1.一种桅杆式起重机，其特征在于，包括：

桅杆，沿重力方向竖直设置；

上部铰支撑件，设置于所述桅杆的顶部；

多根缆风绳，联结所述上部铰支撑件与拖拉坑，以固定所述桅杆；

大臂，设置于所述桅杆的上部，所述大臂与所述桅杆垂直设置，且所述大臂在所述桅杆两侧的长度相同；

两个吊耳，一端与所述大臂的两个端部连接；

两个小臂，与所述吊耳的另一端连接，且所述小臂与所述吊耳垂直设置，所述小臂在所述吊耳两侧的长度相同，所述小臂的两端均通过卷扬机的起重钢丝绳与吊钩连接；

下部铰支撑件，设置于所述桅杆的底部。

2.根据权利要求1所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述桅杆的设计包括：

计算σ_max＝P/(ψ·∑F)+M_max/W，所述计算出的σ_max应不超过预先设置的许用应力[σ]，将所述σ_max作为桅杆的许用应力来设计桅杆；

其中，P为作用于桅杆上力的总和，ψ为所述桅杆主角钢的纵向弯曲系数，∑F为设计中的桅杆的横截面的主角钢面积总和，M_max为桅杆最大弯矩值，W为桅杆截面模量。

3.根据权利要求2所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述P通过下述公式获得：

P＝N₂+S_max×4+n·P₁·sinδ+(P₀·n)/2；

其中，N₂为设计中的桅杆的中部受力大小，S_max为卷扬机的起重钢丝绳的最大拉力，n为所述缆风绳的数量，P₁为所述缆风绳的预加拉力，δ为所述缆风绳与地面的锐角夹角，P₀为一根缆风绳的重量。

4.根据权利要求2所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述ψ通过查找预先设定的ψ与λ的对应关系表获得，且所述λ的数值通过下述公式确定：

λ＝L/ρ＝(c·μ·l)/ρ；

其中，λ为桅杆的长细比，L为桅杆的有效长度，ρ为桅杆的回转半径，c为桅杆的有效长度系数，l为桅杆的物理长度，μ为桅杆的单位体积应变能。

5.根据权利要求4所述的桅杆式起重机，其特征在于，

所述ρ＝I_max/∑F，其中，I_max为桅杆的最大平面面积的惯性矩，且所述I_max通过下述公式获得：

I_max＝I₁+∑F·r²；

其中，所述I₁为设计中的桅杆的一个主角钢的惯性矩，r为设计中的桅杆的主角钢中心线至所述设计中的桅杆截面中心的距离。

6.根据权利要求2所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述M_max通过下述公式获得：

M_max＝N₁·e；

其中，N₁为设计中的桅杆的上部受力大小，e为所述桅杆式起重机在起重时桅杆垂直度的最大变值。

7.根据权利要求2所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述W通过下述公式获得：

W＝I_max/a；

其中，I_max为桅杆的最大平面面积的惯性矩，a为设计中的桅杆的横截面的边长，且所述设计中的桅杆的横截面为正方形。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述卷扬机的起重钢丝绳的设计包括：

计算S_max＝(Q₁/4+Q₁·K_c)/(K·i_b·η_b)，并将计算出的S_max作为卷扬机的起重钢丝绳的最大拉力选取卷扬机的起重钢丝绳；

其中：Q₁为所述桅杆式起重机的最大起重量，K_c为超载系数，K为同时支撑载荷的滑轮数，i_b为起重滑轮组效率，η_b为导向滑轮效率。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的桅杆式起重机，其特征在于，所述下部铰支撑件的设计包括：

所述下部铰支撑件的滚动体半径r₁和所述滚动体数量Z利用下述公式试算获得：

[σ]k=410iV1·V2·P(2r1-1r2)23;]]>

其中，所述[σ]_k为滚动体与滚动道之间的接触应力，V₁为滚动体承受的垂直力，V₂为滚动道承受的垂直力，i为滚动体的数量，r₂为所述下部铰支撑件的滚动道半径，所述V₁通过查找预先设定的V₁与滚动体的半径的对应关系表获得，所述V₂通过查找预先设定的V₂与滚动道的半径的对应关系表获得。