一種便捷的風塔筒體吊運工裝設計

陳小賓， 沈根平

（1.江蘇省江陰綺星科技有限公司，江蘇江陰214400；2.江蘇省江陰中等專業學校，江蘇江陰214400）

一種便捷的風塔筒體吊運工裝設計

陳小賓， 沈根平

（1.江蘇省江陰綺星科技有限公司，江蘇江陰214400；2.江蘇省江陰中等專業學校，江蘇江陰214400）

隨著風力發電塔的研發進程不斷加快，許多新工藝、新方法得到了廣泛的應用。文中從風塔生產中塔筒吊運達到更便捷、更安全的效果出發，在企業的項目改造時對吊運工裝提出了一些改進設計，以供同行參考。

筒體；步驟；配重；圓管梁

0 引言

風塔塔筒是大型鋼結構件，設計工藝要參照國內外風電塔塔筒結構的行業標準、國家強制的標準規范等，塔筒吊運要做到安全和便捷，從起吊、定位、調整、固定方面考慮，結構簡單和節約成本是出發點。

1 塔筒簡易吊運工裝

1.1 方案提出

單節塔筒筒體的吊運要求起重工作人員有一定的專業知識和實際操作經驗，采用傳統的鋼絲繩和尼龍繩配合吊鉤進行吊運（圖1所示）。其缺點是容易造成繩索的損傷而頻繁地更換，工作步驟較多和花費時間較長。為簡化操作步驟，降低成本，確保安全、提高工作效率，需研制一種適合塔筒吊運的簡易工裝。

圖1 傳統的吊運

根據單節塔筒的形狀和大小，最簡單的方法就是一步插入即可吊運，吊運到位置后還能直接脫離，這樣就大大地降低了起重成本。經過分析，提出了如圖2所示的方案。

圖2 改進后的吊運方案

1.2 設計過程

根據塔節的分布情況，結合常用風塔塔筒的規格，一般單節塔筒的長度不超過3 m，單節塔筒的重量在15 t以內，因此工裝吊運設計的技術參數要滿足單節塔筒3 m和重量在15 t的要求。

1.2.1 參數的確定

圖3

如圖3所示，單節塔筒的長度以3 m計算，設計的塔筒重心距封板件3在1 600mm以內就可以確保筒體吊運時不會向開口處滑出。

根據單節塔筒的重量，從材料成本方面考慮，選用普通材料Q235B，屈服強度為σs＝235 N/mm2，即24 kg· mm-2。使用安全系數為n＝1.5，則許用應力為：［σ］＝σs/n＝24/1.5＝16 kg·mm-2。

考慮到塔筒是卷圓的，因此選用圓管做吊梁，可以避免塔筒內壁劃傷，梁1和梁2選用同規格的圓管，這樣兩者的受力情況相似。

1.2.2 吊運工裝受力分析

1）根據圖3中梁1的受力，計算梁1的截面系數Wx，選用相符的圓管做梁。梁1受力簡圖見圖4所示。

圖4 梁1受力簡圖

所以選用圓管的截面系數Wx應大于1 500 000 mm3。

故選用圓管φ325 mm×23 mm進行計算：

因此，該規格圓管φ325 mm×23mm滿足要求。

2）根據選用圓鋼管梁的規格，計算圖3中梁2的受力是否超出許用應力［σ］。梁2的受力簡圖如圖5所示。

選用圓管φ325 mm×23 mm后，計算工裝成本的自重為G0＝1 500 kg。

圖5 梁2受力簡圖

這與設計許用應力非常接近，因此梁2可正常工作。

3）計算梁1在受力下的撓度為 ymax，工作時的受力簡圖如圖6所示。

圖6 梁1受力簡圖

鋼的彈性模量E鋼=2×106kg·cm-2，圓鋼的慣性矩

當X=0時，撓度

當吊運重量為15 t的單節塔筒時，端部發生的撓度變形最大為8.7 mm，即工裝開口變大，小于20 mm就可以滿足使用要求。另外，為了使吊裝更安全，在結構上加裝配重，使筒體在吊運中向工裝封閉處略微傾斜，同時加裝了停放用的支撐。

2 結 語

試驗及實際應用的效果已達到了預期目標，該簡易吊運工裝成本不高、制作簡單，既保證了吊運，又大大節約了工時，為企業創造了效益，值得推廣。

［1］ 陳宏鈞.實用加工工藝人員手冊［M］.北京：機械工業出版社，2003.

［2］ 中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50017-2003鋼結構設計規范［S］.北京：中國標準出版社，2003.

（編輯立 明）

TM 315

B

1002－2333（2014）05－0248－02

陳小賓（1978—），男，助理工程師，從事車間生產調度工作。

2014-03-03