一种具有多级升降功能的风帆桅杆的制作方法

本发明涉及升降风帆桅杆，尤其涉及一种具有多级升降功能的风帆桅杆。

背景技术：

1、随着全球对低碳零排放等环保政策的实施，航运业对于清洁能源的应用愈发关注，风能资源开始作为辅助推进动力在船舶上得到应用，无论船东或是建造方都希望在船舶营运过程中，尽可能高效的利用风帆装置，降低船舶推进油耗。

2、现有技术的升降风帆桅杆，帆面先与桅杆固定，由桅杆的升降带动帆面实现升降，整个风帆运动过程仅存在两种状态，即完全升起状态和完全降落状态。这种设计的仅针对桅杆完全升起和完全降落两种状态进行结构和系统设计，无需考虑风帆中间过程；缺点是，整个风帆结构和系统设计均是基于风帆完全升起状态的设计风场载荷条件，在实船应用中，一旦风场环境超过设计载荷，风帆就需要完全降帆，虽然可在完全降帆状态继续使用，但极大的影响了风帆装置整体的助推效果。

技术实现思路

1、本发明为了有效地解决现有技术的升降风帆桅杆采用整个风帆运动过程仅存在两种状态，即完全升起状态和完全降落状态的问题，给出了一种具有多级升降功能的风帆桅杆，其特征在于,包括：

2、一种具有多级升降功能的风帆桅杆,其特征在于,包括：固定桅杆、滑动桅杆，固定桅杆、滑动桅杆均为管状，固定桅杆可滑动地套在滑动桅杆外；

3、所述固定桅杆、滑动桅杆的横截面均为四角为直线倒角加圆弧过渡的矩形；

4、所述固定桅杆沿轴向在固定桅杆的侧壁上间隔设有插销定位孔；插销定位孔沿固定桅杆的侧壁轴线方向及圆周方向等间距设置；

5、所述滑动桅杆的管壁上设置有插销定位装置，插销定位装置包括：插销支架孔、插销支架、插销油缸、定位插销；

6、其中：插销支架设置在插销支架孔内，插销支架上设置有插销油缸，定位插销与插销油缸相连；

7、滑动桅杆通过插销定位装置的定位插销穿过固定桅杆上的插销定位孔，与固定桅杆固定连接；

8、滑动桅杆的四个矩形管壁的中轴线上对称设置有：第一插销支架孔、第二插销支架孔、第三插销支架孔、第四插销支架孔，所述第一插销支架孔、第二插销支架孔、第三插销支架孔、第四插销支架孔均为圆形；

9、滑动桅杆的四个矩形管壁上对称设置有：第一插销支架、第二插销支架、第三插销支架、第四插销支架；

10、其中：第一插销支架包括：第一圆柱状封闭外壳、第一半封闭外壳；第一圆柱状封闭外壳的横截面半径与第一半封闭外壳的横截面半径相同；第一圆柱状封闭外壳的一端与第一半封闭外壳的一端焊接；

11、第一圆柱状封闭外壳的两端面封闭，在第一圆柱状封闭外壳上，与第一半封闭外壳的一端焊接的一端面中心有第一孔，另一端面中心有第二孔；

12、所述第一圆柱状封闭外壳为封闭圆柱状，第一半封闭外壳为半圆柱状，第一半封闭外壳的圆柱面侧壁不封闭；

13、所述第一圆柱状封闭外壳的横截面半径与第一插销支架孔的半径相同，第一半封闭外壳与第一圆柱状封闭外壳沿轴线方向插入第一插销支架孔，第一圆柱状封闭外壳的圆柱面外壁与第一插销支架孔密封焊接；

14、所述第一插销支架、第二插销支架、第三插销支架、第四插销支架上分别设置有：第一插销组件、第二插销组件、第三插销组件、第四插销组件,其中：第一插销组件包括：第一插销油缸、第一定位插销；

15、所述第一半封闭外壳的一端面内壁上固定设置有第一插销油缸，所述第一插销油缸的活塞杆的端面上同轴固定设置有第一定位插销,第一定位插销可在第一插销油缸的驱动下，穿过第一半封闭外壳的第二孔，固定桅杆的侧壁上设置的插销定位孔；

16、所述第二插销支架、第三插销支架、第四插销支架，与第一插销支架的结构相同，

17、所述第二插销组件、第三插销组件、第四插销组件，与第一插销组件的结构相同；

18、滑动桅杆的外侧壁上固定设置有导向凹槽结构，导向凹槽结构的一面为柱状凹槽面，柱状凹槽面的对面为平面，所述平面固定设置在滑动桅杆的外侧壁上，导向凹槽结构的柱状凹槽面的轴线与滑动桅杆的轴线平行；

19、固定桅杆的内侧壁上设置有导向杆结构，导向杆结构为半圆钢柱结构，导向杆结构固定设置在固定桅杆的内侧壁上，导向杆结构的轴线与固定桅杆的轴线平行；

20、导向凹槽结构的柱状凹槽面上设置有防磨垫，所述防磨垫与导向杆结构的半圆钢柱结构的表面之间有空隙。

21、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：在固定桅杆的内壁上，定位孔周围设置有加强结构；

22、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：第一圆柱状封闭外壳的圆柱面外壁与滑动桅杆内壁之间设置加强筋结构，加强筋结构的一端与第一圆柱状封闭外壳固定连接，加强筋结构的另一端与滑动桅杆内壁固定连接。

23、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：第一圆柱状封闭外壳沿轴线方向插入第一插销支架孔的一端面，距离滑动桅杆内侧壁的距离为d1，(1/3)l≤d1≤(2/3)l，l为第一插销油缸的长度。

24、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：第一半封闭外壳的截面高度为h2,(3/4)h1≤h2＜(5/6)h1，h1为第一圆柱状封闭外壳圆柱面的直径。

25、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：第一定位插销穿出固定桅杆的侧壁上设置的插销定位孔的距离d3为：20mm-50mm。

26、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：防磨垫与导向杆结构的半圆钢柱结构的表面之间的空隙的距离为5mm-10mm。

27、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：防磨垫的材料为低摩擦系数钢板。

28、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：导向凹槽结构沿滑动桅杆矩形管壁的中轴线对称设置。

29、上述一种具有多级升降功能的风帆桅杆,进一步地：导向杆结构沿滑动桅杆矩形管壁的中轴线对称设置。

30、本发明与现有技术相比：

31、(1)通过滑动桅杆的管壁上设置插销定位装置，插销定位装置上的定位插销，穿过沿固定桅杆(100)的侧壁轴线方向等间距设置的插销定位孔，实现滑动桅杆沿固定桅杆轴线方向上，与固定桅杆不同位置的定位，使得风帆桅杆可以实现除完全升起和完全降落之外的其他工作状态，具有多级升降功能。

32、(2)由于在不同高度可通过定位插销对滑动桅杆进行轴向方向上的定位，定位后不需要其他动力，降低风帆桅杆的能耗。

33、(3)导向凹槽结构和导向杆结构，采用圆弧接触形式，在为滑动桅杆升降提供引导作用的同时，可用于承受不同方向风帆载荷作用下桅杆内部侧向载荷的传递，减小导向凹槽结构和导向杆结构之间的应力集中；导向凹槽结构与导向杆结构的设置，有利于提高滑动桅杆与固定桅杆间的刚度，同时为风帆桅杆起到加强作用。

34、(4)插销支架采用穿透滑动桅杆的形式，可充分适应滑动桅杆外壁与固定桅杆内壁之间有限的空间，降低风帆桅杆设计难度。

35、(5)插销支架采用圆环状封闭外壳与半封闭外壳相连接的结构形式，可充分满足插销定位装置的空间布置需求，简化结构设计；插销支架在为插销油缸、定位插销提供支撑的同时，提高了风帆桅杆的强度，可最大程度降低滑动桅杆由于开插销支架孔产生的结构减弱的影响，保证了风帆桅杆的结构安全，半封闭外壳便于对定位插销运行状态进行观察。