超起工况是大吨位履带起重机经常用到的工况，具有超起工况的履带起重机都有对应的超起桅杆。同时，超起桅杆作为独立装置，用户采购时需单独采购，对于有多种型号履带起重机的用户，会增加采购成本，因此研究不同型号超起桅杆的替换行就十分有必要。本文以现有350t履带起重机为例，借用其他型号履带起重机超起桅杆，通过专业的设计，在较少改动部分结构的情况下，能实现超起桅杆的替换。

序号名称借用说明

1 超起桅杆变幅滑轮组完全借用

2 超起桅杆顶节臂完全借用

3 超起桅杆12m 标准节完全借用

4 超起桅杆底节臂借用卷扬

5 超起桅杆防后倾完全借用

6 超起桅杆与桅杆间拉板部分借用

7 超起配重拉板部分借用

8 超起配重提升油缸完全借用

9 超起配重及托盘部分借用

由于650t履带起重机超起桅杆臂架截面与350t履带起重机超起桅杆臂架截面不同，所以当借用了650t履带起重机超起桅杆的顶节臂与12m 臂节时，就必须重新设计超起桅杆的底节臂才成完成超起桅与转台的结构连接，重新设计的超起桅杆拉板过渡设计

设计主臂拉板与超起变幅滑轮组过渡节，满足主臂同超起桅杆的连接；设计超起桅杆与桅杆间拉板过渡节，满足超起桅杆同桅杆的连接：

a）主臂拉板与超起变幅滑轮组过渡节

b）超起桅杆与桅杆间拉板过渡节拉板过渡设计

3 计算校核

3.1 超起桅杆起臂计算超起桅杆起升力：

F = 9.8 m 1×L 1+ m 2×L 2+ m 3×L 3+ m 4×L 4+ m 5×L 5+ m 6×L 6+ m 7×L 7

L= 1252.7kN

式中：

m i （i= 1,2,3,4,5,6,7）表示各部件的质量；

Li（i= 1,2,3,4,5,6,7）表示各部件重心到铰点的水平距离

即力臂；L 表示起升力的力臂，L= 10000×sin16.74°≈2800m m ，桅杆长度为10m 。

超起桅杆起臂时各部件参数

桅杆钢丝绳所受拉力：f= F14×2= 28kN ≈45kN桅杆钢丝绳所受拉力小于钢丝绳的破断拉力，满足使用要求。

后翻力矩计算验证

增加超起桅杆会对履带起重机的后翻稳定性造成不利的影响，需要进行验证，计算超起配重安装半径为11m 时，重心向后偏移的距离，计算过程如下：

原350t超起系统各部件质量见表3：表3 原350t超起系统各部件质量力矩增加：△M = △m 1×L1+ △m 2×L2+ △m 3×L3+ △m 4×L4+ △m 5

 超起桅杆起臂

部件质量m i（t） 力臂Li（m m）

桅杆（i= 1） 3.8 3847

拉板（i= 2） 2 16890

卷扬和钢丝绳（i= 3） 3.3 3385

超起桅杆底节（i= 4） 3.2 5192

十二米标准节（i= 5） 4 13911

超起桅杆顶节（i= 6） 4.5 22704

变幅滑轮组（i= 7） 5 26827.9

部件质量M i（t）

桅杆（i= 1） 3.8

拉板（i= 2） 1

卷扬和钢丝绳（i= 3） 3.3

超起桅杆底节（i= 4） 2.6

十二米标准节（i= 5） 2.1

超起桅杆顶节（i= 6） 3.4

变幅滑轮组（i= 7） 3

L5+△m 6×L6+△m 7×L7

式中：

△m i= m i- M i （i= 1,2,3,4,5,6,7）

Li （i= 1,2,3,4,5,6,7）表示各部件重心到铰点的水平距离即力臂；

代入数值，计算得：△M = 570kN•m

重心偏移距离：

L1= △m 1M g= 0.17m

式中：M 为整机质量，M = 330t。

同样方法计算超起配重安装半径为13m 、15m 时，重心向后偏移的距离：

结论

通过对350t履带起重机超起桅杆工况借用设计，同类型产品的结构件大部分借用，小部分重新设计，从而实现合理组装后达到需求工况，既节省了用户的使用成本，又节约了社会资源，此技术具有一定的推广价值。