塔器吊装计算书.docx

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塔器吊装计算书

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塔器吊装计算书

附录5

计算说明书

一、受力分析及绳扣选择

设备主吊简图如下：

图1图2

图1是塔器下端各分段主吊简图，图2是塔器上段主吊简图。

件1为管式吊耳，件2和件4为吊装绳扣，件3为平衡梁，件5为板式吊耳，件6为吊装绳扣。

图1所示模型以苯塔Ⅰ段为例进行校核，图2所示模型以白土塔为例进行校核，件3平衡梁单独进行校核，其它各段不逐一校核。

1．苯塔Ⅰ段校核（直立状态受力最大）

设备重量G=吨，件1选用φ273×10无缝钢管（20#），长度为L=200mm=20cm（见下图），件2选用φ39mm×18m钢丝绳扣，件4选用φ39mm×20m钢丝绳扣，α为吊装绳扣与水平方向夹角。

1）主吊耳强度校核

Gj=K*G=×56=，K=为动载系数；

Q=1/2Gj=1/2×==31700Kg；

弯矩为M=Q*L/2=31700*20/2=×105kg.cm

φ273×10无缝钢管的抗弯模量为：

W=πD3［1-（d/D）4］/32=×［1-（）4］/32=523.84cm3

弯曲应力

σ=M/W=×105/=kg/cm2＜[σ]=1700Kg/cm2；

其中，[σ]=1700Kg/cm2为20#无缝钢管许用弯曲应力。

剪应力

τ＝Pcosα/A（此处α＝0）

＝31700/

=384Kg/cm2＜[τ]=1000Kg/cm2

组合应力

[τ2＋（σM2+σN2）]1/2

＝[3842＋]1/2

＝716Kg/cm2＜[σ]=1000Kg/cm2；

故件1强度满足要求。

2）吊装绳扣强度校核

件2选用钢丝绳扣φ39mm×18m一对，每根四股使用（每根工作绳数按3根绳计算）。

每根绳扣受力为：

P1=Q=1/2Gj=1/2×==31700Kg；

单根φ39mm钢丝绳破断拉力为S=52d2=52×392=79092Kg

钢丝绳扣使用安全系数为：

n=3S/P=3×79092/31700=≥[n]=6

[n]=6为吊装钢丝绳扣许用安全系数。

故件2强度满足要求。

图3

件4选用钢丝绳扣φ39mm×20m一对，每根四股使用（每根工作绳数按3根绳计算）。

cosα=5，α=°，几何关系如图3所示；

每根绳扣受力为：

P2=Q/sinα==31700/°=35706Kg；

单根φ42mm钢丝绳破断拉力为S=52d2=52×392=79092Kg

钢丝绳扣使用安全系数为：

n=3S/P=3×96148/35706=≥[n]=6

其中[n]=6为吊装钢丝绳扣许用安全系数。

故件4强度满足要求。

3．白土塔校核（直立状态受力最大）

主吊耳见下图：

吊耳选用δ=30mm=3cm16MnR钢板，各部分尺寸为φ=120mm=12cm，R=120mm=12cm，h=120mm=12cm，L=300mm=30cm。

Gj=×81=吨

Q=1/2Gj=1/2×=44550Kg

设P为主吊绳扣受力，P1为P垂直向上的分解力、P2为P的水平分解力，θ为P与P2之间夹角。

由几何关系可知：

cosθ=L1/2H

其中L1=1m，为两吊耳间距；H=4.75m，为主吊绳扣净长度。

故θ=cos-11/2×=°

自平衡力系知：

P2=P1·ctgθ，P=P1/sinθ，P1=Q=44550Kg

P2=44550×°=4713.9Kg，P=44550/°=44799Kg

吊耳板强度校核

（1）孔壁承压应力验算

σ=P2/（2rδ）≤[σc]

＝44550/（2×6×3）

＝1238≤×2300＝3220Kg/cm2

满足要求。

（2）孔径截面拉应力：

r/R＝60/150＝，查表K＝

σ=K×P1/A=P1/（2R-φ）×δ=×44550/（2×15-12）×3=1856Kg/cm2＜[σ]=2300Kg/cm2

弯曲应力：

σ=M/W=P2×h/（δ2L/6+2δ2L22/6）=×15/（32×30/6+2××152/6）=cm2＜[σ]=2300Kg/cm2

[σ]=2300Kg/cm2为材质为16MnR的钢板许用应力。

故主吊耳满足要求。

4、溜尾吊耳及绳扣强度校核（白土塔抬头时溜尾吊耳受力最大）。

溜尾吊耳详图

溜尾吊耳选用δ=24mm=钢板，各部分尺寸为φ=100mm=10cm，R=120mm=12cm，h=120mm=12cm，L=240mm=24cm（详见附图15）。

Gj=×81=吨

Q=1/2（Gj/2）=1/2×（89100/2）=22275Kg（此处应详细计算溜尾力）

设P为溜尾绳扣受力，P1为P垂直向上的分解力、P2为P的水平分解力，θ为P与P2之间夹角。

由几何关系可知：

cosθ=L2/2H

其中L2=0.35m，为两吊耳间距；H=2m，为溜尾绳扣长度。

故θ=2×2=85°

自平衡力系知：

P2=P1·ctgθ，P=P1/sinθ，P1=Q=22275Kg

P2=22275×ctg85°=1949Kg，P=22275/sin85°=22361Kg

吊耳板强度校核

（1）孔壁承压应力验算

σ=P2/（2rδ）≤[σc]

＝44550/（2×5×

＝1856≤×2300＝3220Kg/cm2

满足要求。

（2）孔径截面拉应力验算

r/R＝50/120＝，查表K＝

σ=K×P1/A=P1/（2R-φ）×δ=×22275/（2×12-10）×2=1790Kg/cm2＜[σ]=2300Kg/cm2

弯曲应力：

σ=M/W=P2×h/（δ2L/6+2δ2L22/6）=1949×12/（×24/6+2××122/6）=cm2＜[σ]=2300Kg/cm2

[σ]=2300Kg/cm2为材质为16MnR的钢板许用应力。

故溜尾吊耳满足要求。

溜尾绳扣选用钢丝绳扣φ32mm×6m一对，每根四股使用（每根工作绳数按3根绳计算）。

每根绳扣受力为：

P=22361Kg

而φ32mm钢丝绳破断拉力为S=52d2=52×322=53248Kg

钢丝绳扣使用安全系数为：

n=3S/P=3×53248/22361=≥[n]=6

其中[n]=6为大中型吊装钢丝绳扣许用安全系数。

故溜尾绳扣强度满足要求。

5、平衡梁整体强度校核（吊装苯塔Ⅰ段时受力最大）

平衡梁图其力学模型简化如下图所示

P1=P3=P*°=31700kg

P2=P*°=P1/°=16431.8kg

如忽略平衡梁自身重力，所受弯矩为

M=P2*A=*=×105kg.cm，A=100+273/2=23.65cm

φ273×10无缝钢管的抗弯模量为：

W=πD3［1-（d/D）4］/32=×［1-（）4］/32=523.84cm3

弯曲应力

σw=M/W=×105/=kg/cm2；

压应力

σy=4P1/π（D2–d2）=4×31700/×（–）=384Kg/cm2；

组合应力σ合=（τ2+σ2）1/2=（+3842）1/2=cm2

＜[σ]=1000Kg/cm2

其中，[σ]=1000Kg/cm2为20#无缝钢管许用应力。

吊耳板强度校核

（1）孔壁承压应力校核

σ=P1/（2rδ）≤[σc]

＝31700/（2××

＝978≤×1550＝2170Kg/cm2

满足要求。

（2）孔径截面拉应力校核

r/R＝45/120＝，查表K＝

σ=K×P1/A=P1/（2R-φ）×δ=×31700/（2×12-9）×=1350Kg/cm2＜[σ]=1550Kg/cm2

（3）根部截面强度校核

弯曲应力

σ=M/W=P2×h/（L2δ/6）=×10/（242×6）=475Kg/cm2＜[σ]=1550Kg/cm2

剪切应力

τ＝P2/（δL）

＝（×24）

＝190＜[τ]=950Kg/cm2

式中[τ]为Q235的钢板许用剪切应力

组合应力σ＝K2√σw2＋3τ2≤[σ]

＝×（4752＋3×1902）

＝578＜[σ]=1550Kg/cm2

[σ]=1550Kg/cm2为材质为Q235的钢板许用应力。

故平衡梁强度满足要求。

二、卡杆计算

以白土塔为例，采用按比例作图法，见下图。

从图中可以看出，设备离臂杆最小间距为，此处臂杆宽度为2312，故净距为－2312/2＝,满足安全距离要求。

杆头距绳扣的距离为,滑车组之间最小距离约为4米，净距为=15136,满足安全距离要求。