大型設備吊裝方案設計

張本彤，袁維

（湖北新冶鋼，湖北 黃石 435000）

大型設備吊裝方案設計

張本彤，袁維

（湖北新冶鋼，湖北 黃石 435000）

在冶金設備安裝過程中，大型設備吊裝是設備安裝的重要環節，這些設備大型化、重型化、安裝位置高，導致設備吊裝施工技術難度大、操作復雜、風險較大。本文著重介紹我廠軋制線設備安裝過程中粗軋機立軋減速機的吊裝設計。

大型設備；吊裝；強度計算

我廠中棒軋制線廠房內設計安裝的粗軋機立軋減速機，重量為66 t，廠房內設有50 t行車、32 t行車各一臺，單臺行車不能滿足其吊裝要求，為了節約設備安裝成本，我們決定利用現有兩臺行車進行雙機抬吊減速機，并根據吊裝需要設計雙機抬吊吊具。減速機主要參數：自重為66 T，減速機本體高度為1.25 m，寬2.16 m，減速機底座高度為13.185 m，地腳螺栓頂部標高為13.350 m。50 t行車與32 t行車相關參數：行車軌道標高16.2 m，行車起升極限高度為15.5 m，兩臺行車吊鉤間距7.15 m。

1 吊裝方案確定

由于減速機的重量遠遠超過廠房內單臺行車的起吊能力，因而該減速機的吊裝采用50 T和32 T行車雙機抬吊，吊具設計為一根箱形梁吊具掛減速機底部的吊裝結構（圖1）。

減速機起升高度應≥減速機本體高度+地腳螺栓頂部標高+吊具高度+行車與吊具之間、減速機與地腳螺栓頂高之間的安全距離=1.25+13.35+0.7+0.3=15.6 m，由于行車起升極限高度為15.5 m，所以我們決定拆除兩臺行車吊鉤，將吊具直接安裝在兩吊鉤的銷軸上，于是起升高度可達到16.2 m，滿足起升高度要求。

圖1 吊裝結構簡圖

2 吊具載荷分布計算

根據兩臺行車靠近時兩吊鉤的間距為7150 m，一臺行車最大載荷為50 T，另一臺行車為32 T，為保證兩行車的載荷均勻，減速機吊點C點距50 T行車為1350 mm，D點距32 T行車為3700 mm，兩行車的受載情況(吊具自重按5 T計)，如圖2。

圖2 吊具載荷分布及彎矩圖

3 吊具初步設計及強度校核

（1）吊具的截面及材質確定。吊具采用箱形結構，材質Q3 4 5-B，焊縫高度為0.5 t（t為鋼材厚度），焊接處板材雙面坡口。吊具高H=700 mm，寬B=600 mm，板厚d=25 mm，Q3 4 5鋼板許用應力[σ]=170 MP a，吊具的截面如圖3所示。

圖3 吊具截面圖

（2） 吊 具 慣 性 矩：Iy=2×d×(H-2 d)3/12+2×B×d×(H/2-d/2)2=4.561×10-3m4

吊具的抗彎系數：

W=Iy/(H/2)=4.561×10-3/0.7/2=1.303×10-2m3

彎 矩 作 用 應 力：σ=Mmax/W=86.43×104/1.303×10-2=66.33 MP a＜ [σ]=170 MP a，故吊具結構設計滿足承載強度要求。

4 銷軸強度校核

（1）銷軸設計。減速機吊裝時兩臺行車分別通過銷軸和吊具連接，由于50 T行車受力較大，故以此所受的力作為主要強度校核依據，銷軸采用45#調質鋼，直徑為φ160 mm，受力部分長度為500 mm。

（2）銷軸抗彎強度校核。

已知銷軸受剪切力Ra=46.22×104N

銷軸受力部分長度為L=0.5 m

動載系數，取k=1.15

45#鋼許用彎曲應力[σ]=180 MP a

M=RaL/4=46.22×104×0.5/4=5.778×104N·m

W=πd3/32=3.14×0.163/32=4.021×10-4m3

σ=k(M/W)=1.15×(57.78/4.021×10-4)=165 MP a<[σ]=180 MP a

經校核，銷軸抗彎強度滿足要求。

（3）銷軸抗剪強度校核。

已知45#鋼施用剪應力[τ]=100 MP a

剪力Q=Ra/2=46.22×104/2=23.11×104N

銷軸截面面積：

A=πd2/4=3.14×0.162/4=0.0201 m2

τ=k(4/3)×(Q/A)=1.15×(4/3)×(23.11×104/0.0201)=17.63 MP a<[τ]=100 MP a，

經校核，銷軸抗剪強度滿足要求。

5 鋼絲繩計算

（1）鋼絲繩理論受力P計算。

（3）鋼絲繩的選用計算及校核。

根據經驗公式近似估算，當公稱抗拉強度為1550 MP a時，S=474 d2，計算選用常用6×37(b)-1570的纖維芯鋼絲繩，抗拉強度為：σ=1570 MP a，則：

查鋼絲繩相關數據手冊，選取相近標準規格，

6×37(b)-1570，直徑d=42 mm的纖維芯鋼絲繩，其公稱最小破斷拉力[S]=816 K N>S=738 K N，滿足吊裝要求。

6 結語

經過周密的技術論證和施工準備，我們安全、高效、低成本的完成了本次減速機吊裝就位任務，有效保證了施工進度。

[1]大型設備吊裝工程施工工藝標準(S H/T 3515-2003).

[2]孫愛萍，等，大型設備吊裝方案優化[J].煤炭技術，2010，29(3)；155-157.

[3]羅頂瑞，朱兆華，大型吊裝組織設計與方案實例分析[M]，北京：化學工業出版社，2008.

[4]華玉潔.超重機械與吊裝[M].北京：化學工業出版社，2005.

T F 821

：A

：1671-0711（2017）12（下）-0088-02