[发明专利]一种改变平头塔机起重臂预应力的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及平头塔机技术领域，尤其涉及一种改变平头塔机起重臂预应力的方法及其所用的装置。

背景技术

塔机是现代建筑业实现生产机械化、自动化，减轻体力劳动强度，提高生产效率的重要设备。没有塔帽的平头塔机以其安装高度低且装卸简单、起重臂钢结构受力简单寿命长等优点，被越来越多的应用于建筑行业。但平头塔机的起重臂、平衡臂质量比同级别的普通塔机重5%～15%，导致起重臂向下的弯矩较大，这大大削弱了平头塔机的起重能力。

发明内容

    为解决上述问题，本发明提供了一种改变平头塔机起重臂预应力的方法和装置，通过改变起重臂的预应力，提高平头塔机的起重能力。

本发明在平衡臂和起重臂上设置了拉索结构，通过改变拉索与平衡臂或起重臂的铰接位置，以改变起重臂拉索的拉力，从而达到改变起重臂预应力的目的。

本发明具体采用了如下技术方案：一种改变平头塔机起重臂预应力的方法，包括平衡臂、起重臂和塔身，平衡臂端部节和根部节在A点铰接，具体步骤如下：

首先，在平衡臂和起重臂上设置拉索结构，在平衡臂A点外侧铰接有平衡臂拉索，在起重臂C点铰接有起重臂拉索，塔身顶端B点铰接有撑杆，平衡臂拉索、起重臂拉索顶端与撑杆顶端铰接；

其次，根据力矩平衡原理对A、B两点取矩，设G为平衡重重量，F1为平衡臂拉索拉力，F2为起重臂拉索拉力，L1为A点对G的力臂，L2为A点对F1的力臂，L3为B点对F1的力臂，L4为B点对F2的力臂，则A点的力矩平衡公式为                                                ，B点的力矩平衡公式为，将两个公式整理得出起重臂拉索拉力F2的计算公式为   （1）；

再次，分析点C，设起重臂拉索与水平方向的夹角为θ，则拉力F2可分解为垂直于起重臂方向的F2_y与平行于起重臂方向的F2_x，其中F2_y的计算公式为 （2），公式（1）、（2）结合得出  （3），F2y对于起重臂根部会产生与起重臂自重和载荷方向相反的弯矩，通过F2的作用可使起重臂产生一个预应力，由公式（3）得知预应力的大小取决于平衡重G、力臂L1、L2、L3、L4以及夹角θ；

最后，在结构尺寸L1及平衡重G一定的前提下，当起重臂拉索和起重臂铰接点的位置不变时，通过改变平衡臂拉索与平衡臂铰接点的位置，进而改变L2和L3的尺寸，最终改变起重臂的预应力大小；或者当平衡臂拉索和平衡臂铰接点的位置不变时，通过改变起重臂拉索和起重臂铰接点的位置，进而改变L4的尺寸和夹角θ的大小，最终改变起重臂的预应力大小。

本发明通过在平衡臂和起重臂上设置拉索，利用力矩平衡原理，可知起重臂拉索拉力取决于平衡重大小以及力臂的长短，在不改变平衡臂结构尺寸和平衡重的前提下，可通过改变平衡臂拉索和平衡臂铰接点位置或者改变起重臂拉索和起重臂铰接点位置来改变起重臂拉索拉力。在起重臂拉索拉力的作用下会对起重臂根部产生与起重臂自重和载荷方向相反的弯矩，给予起重臂一个预应力，该预应力能减少起重臂根部的弯矩，从而改变起重臂根部的受力，提高其起重能力。

本发明提供的改变平头塔机起重臂预应力的装置，包括平衡臂、起重臂和塔身，平衡臂包括平衡臂端部节和平衡臂根部节，平衡臂端部节和其根部节铰接，平衡臂端部节上铰接有平衡臂拉索，起重臂上铰接有起重臂拉索，塔身顶端铰接有撑杆，平衡臂拉索、起重臂拉索顶端与撑杆顶端铰接，平衡臂拉索和平衡臂的铰接点位置及起重臂拉索和起重臂的铰接点位置可调节。通过调节平衡臂拉索和平衡臂铰接点的位置或调节起重臂拉索和起重臂的铰接点位置，可达到改变起重臂预应力的目的。

本发明通过在平衡臂和起重臂上设置拉索结构，并根据力矩平衡原理，通过调节拉索与平衡臂或起重臂的铰接点位置，来改变起重臂拉索的拉力大小，进而改变起重臂的预应力，提高起重臂的起重能力。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：

图1是本发明实施方式的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例2的结构示意图；

图中，1、平衡重，2、平衡臂端部节，3、平衡臂拉索，4、平衡臂根部节，5、撑杆，6、起重臂拉索，7、起重臂，8、塔身。

具体实施方式