塔筒吊裝工具的設(shè)計分析

翟雷　王志偉

摘 要： 通過對塔筒吊裝工具大量研究設(shè)計和工作原理分析，總結(jié)出了塔筒吊裝工具常用結(jié)構(gòu)和設(shè)計時注意事項。解決了初學(xué)者設(shè)計時無從下手的問題。

關(guān)鍵詞：塔筒吊裝工具；強度；安裝；

引言

塔筒吊裝工具是一種重要的吊裝和搬運專用工具，它結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。由塔筒吊耳、滑車、卸扣、鋼絲繩、吊帶等組成的專用吊具，配合起重機械，應(yīng)用于塔筒筒體吊裝作業(yè)中。塔筒吊具主要是將水平放置的筒體通過起重機等機械進行翻轉(zhuǎn)使其豎直旋轉(zhuǎn)最終實現(xiàn)筒體安裝目的。

1.概況

目前塔筒吊裝工具生產(chǎn)廠家琳瑯滿目，數(shù)不勝數(shù)，設(shè)計的產(chǎn)品更是五花八門，同樣的風(fēng)機不同法蘭，使用同一個公司的產(chǎn)品，設(shè)計出的塔筒吊裝工具都會不盡相同，這不僅加大了設(shè)計的任務(wù)量，而且同樣也給現(xiàn)場安裝增加了難度和不確定性。

筆者通過此次介紹塔筒吊裝工具，旨在為開發(fā)塔筒吊裝工具尋求一種理論的依據(jù)，為塔筒吊裝工具的設(shè)計尋求一條新思路。

2.產(chǎn)品的組成、安裝和工作原理

2.1主要組成

塔筒吊裝工具主要由吊帶、滑車、鋼絲繩索具、卸扣、塔筒吊耳（含螺栓組和調(diào)整套）等組成。（見圖1）

圖1 塔筒吊裝工具組成

2.2安裝

安裝前請確認是否選用了合適的螺栓組。必須使用能夠與塔筒法蘭孔配合的的螺栓，必要時需要安裝調(diào)整套或墊圈，避免接觸有間隙，選用合適的工具擰緊法蘭螺母。

塔筒主吊需要使用四個塔筒吊耳，四個塔筒吊耳須在塔筒頂法蘭上互成90度均布，且上面兩個吊耳及下面兩個吊耳之間連線呈水平，傾角不得超過20°，塔筒副吊需要使用兩個塔筒吊耳，兩個輔助吊耳須安裝在下法蘭的上半圓上，并保證吊耳的環(huán)體指向法蘭外側(cè)，兩個輔助吊耳對稱安裝于塔筒下法蘭頂部，與法蘭直徑中心線對稱，一般兩吊耳間隔8～16個孔左右即可，或者保證傾角不超過20°。

2.3工作原理

按塔筒大端兩個吊耳（副吊）、小端四個吊耳（主吊），塔筒兩端各一臺起重機起吊，大端直接用吊帶將吊耳與起重機吊鉤連接，小端通過吊帶、滑車、鋼絲繩索具、卸扣將吊耳與起重機吊鉤連接，安裝好后，開始吊裝，主吊、輔吊配合水平起吊塔筒至離地面合適高度時，清潔與地面接觸部分的塔筒外壁污物，如有油漆破損要補刷油漆。輔助吊車配合主吊車使塔筒從水平狀態(tài)提升至豎直狀態(tài)。主吊車豎直提升塔筒至塔筒下法蘭離地面合適高度，此時輔吊不再起作用，輔吊完全松鉤，拆掉輔助吊具，并移走輔助吊車，以便主吊安裝塔筒。

3.塔筒吊裝工具的結(jié)構(gòu)設(shè)計

塔筒吊裝工具主要部分為塔筒吊耳，塔筒吊裝工具結(jié)構(gòu)設(shè)計可視為塔筒吊耳結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮幾個方面：體積大小、重量、強度和周期等因素，塔筒吊耳結(jié)構(gòu)型式如下：

3.1焊接式塔筒吊耳

（1）單耳式。單耳式塔筒吊耳即只有一個吊耳。在塔筒的法蘭上，螺栓孔的間距各不相同，吊裝時可以吊裝多個孔，可以根據(jù)實際情況，決定吊裝哪幾個孔。此種塔筒吊耳質(zhì)量輕，容易操作，但此種塔筒吊耳都是專用吊具，只適用于單節(jié)塔筒吊裝，局限性太強。

設(shè)計時為了增加通用性，可將一側(cè)螺栓孔做成U型孔。此結(jié)構(gòu)雖然適用于多節(jié)塔筒，但單耳式不穩(wěn)定，故不建議使用此結(jié)構(gòu)。

（2）雙耳式。雙耳式塔筒吊耳結(jié)構(gòu)比單耳式的更加穩(wěn)定，強度也更好。同時為了滿足吊裝多節(jié)塔筒的目的，可將一側(cè)螺栓孔做成U型，把間距進行調(diào)節(jié)，這樣，每節(jié)塔筒的法蘭孔間距都能包含進來（可以兩側(cè)不對稱）。通過調(diào)整套來滿足不同螺栓孔的塔筒，調(diào)整套的引入，大大增加了吊耳的通用性，進而降低了成本。

3.2鍛造式

鍛造式塔筒吊耳克服了體積大的缺點，而且強度更加穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)更加合理，外觀也是更加美觀，讓客戶用起來更加放心、方便。此種塔筒吊耳的缺點是鍛造周期長，對生產(chǎn)設(shè)備有嚴格要求。

上面所述三種型式塔筒吊耳，吊裝孔均為直線孔，在實際設(shè)計時，有時候會采用弧線孔，即與塔筒中徑同軌跡的吊裝孔，此種塔筒吊耳除吊裝孔不一致外，其余均與上述三種塔筒吊耳一致。但是因為每節(jié)塔筒的中徑都不一樣，故此種塔筒吊耳只能作為專用吊具。

塔筒吊耳常用于低溫，所以在選材時應(yīng)選用耐低溫的板材或棒材。

4.注意事項

塔筒吊裝工具中吊帶、鋼絲繩索具、卸扣在選型時，首先注意所選型號必須滿足吊裝要求，其次滑車的設(shè)計要注意滑輪槽一定要適合鋼絲繩繩徑。最后最重要的是塔筒吊耳，當(dāng)塔筒吊耳是焊接型式時，焊接工作很重要，材質(zhì)不同需要不同的焊接工藝；當(dāng)塔筒吊耳是鍛造型式時，熱處理工作很重要，不同的材質(zhì)需要不同的熱處理工藝。為了保證以上兩種形式的吊耳無缺陷，均需要進行不同形式的無損探傷。

5.結(jié)論

綜上所述，塔筒吊具在進行吊裝作業(yè)時，需要做的前期工作非常多。通過規(guī)范塔筒吊耳型式，也就規(guī)范了塔筒吊裝工具型式，這樣一來大大縮短了設(shè)計周期，為生產(chǎn)爭取了更多的時間。

參考文獻：

[1]紀貴主編.《世界標(biāo)準(zhǔn)鋼號手冊》北京；中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003

[2]成大先主編.《機械設(shè)計手冊》第五版第二卷 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.11

[3]中國機械工程學(xué)會熱處理學(xué)會編.《熱處理手冊》[M]北京：機械工業(yè)出版社，2008.1

[4]張質(zhì)文主編.《起重機設(shè)計手冊》北京：中國鐵道出版社，1997

[5]濮良貴，紀名剛.《機械設(shè)計》[M]北京：高等教育出版社，2006.1

作者簡介：

翟雷，1984-，男，河北保定人，助理工程師，大學(xué)學(xué)歷，畢業(yè)于鄂東職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械設(shè)計與制造專業(yè)，主要研究方向為：大型設(shè)備吊裝及風(fēng)電設(shè)備、水電設(shè)備等的吊裝。

王志偉，1983-，男，河北保定人，助理工程師，大學(xué)學(xué)歷，畢業(yè)于東華理工大學(xué) 機電一體化，主要研究方向為：鋼坯和冶金類卷材等的吊裝。