塔筒吊装工具的设计分析

翟雷　王志伟

摘 要： 通过对塔筒吊装工具大量研究设计和工作原理分析，总结出了塔筒吊装工具常用结构和设计时注意事项。解决了初学者设计时无从下手的问题。

关键词：塔筒吊装工具；强度；安装；

引言

塔筒吊装工具是一种重要的吊装和搬运专用工具，它结构简单、使用方便。由塔筒吊耳、滑车、卸扣、钢丝绳、吊带等组成的专用吊具，配合起重机械，应用于塔筒筒体吊装作业中。塔筒吊具主要是将水平放置的筒体通过起重机等机械进行翻转使其竖直旋转最终实现筒体安装目的。

1.概况

目前塔筒吊装工具生产厂家琳琅满目，数不胜数，设计的产品更是五花八门，同样的风机不同法兰，使用同一个公司的产品，设计出的塔筒吊装工具都会不尽相同，这不仅加大了设计的任务量，而且同样也给现场安装增加了难度和不确定性。

笔者通过此次介绍塔筒吊装工具，旨在为开发塔筒吊装工具寻求一种理论的依据，为塔筒吊装工具的设计寻求一条新思路。

2.产品的组成、安装和工作原理

2.1主要组成

塔筒吊装工具主要由吊带、滑车、钢丝绳索具、卸扣、塔筒吊耳（含螺栓组和调整套）等组成。（见图1）

图1 塔筒吊装工具组成

2.2安装

安装前请确认是否选用了合适的螺栓组。必须使用能够与塔筒法兰孔配合的的螺栓，必要时需要安装调整套或垫圈，避免接触有间隙，选用合适的工具拧紧法兰螺母。

塔筒主吊需要使用四个塔筒吊耳，四个塔筒吊耳须在塔筒顶法兰上互成90度均布，且上面两个吊耳及下面两个吊耳之间连线呈水平，倾角不得超过20°，塔筒副吊需要使用两个塔筒吊耳，两个辅助吊耳须安装在下法兰的上半圆上，并保证吊耳的环体指向法兰外侧，两个辅助吊耳对称安装于塔筒下法兰顶部，与法兰直径中心线对称，一般两吊耳间隔8～16个孔左右即可，或者保证倾角不超过20°。

2.3工作原理

按塔筒大端两个吊耳（副吊）、小端四个吊耳（主吊），塔筒两端各一台起重机起吊，大端直接用吊带将吊耳与起重机吊钩连接，小端通过吊带、滑车、钢丝绳索具、卸扣将吊耳与起重机吊钩连接，安装好后，开始吊装，主吊、辅吊配合水平起吊塔筒至离地面合适高度时，清洁与地面接触部分的塔筒外壁污物，如有油漆破损要补刷油漆。辅助吊车配合主吊车使塔筒从水平状态提升至竖直状态。主吊车竖直提升塔筒至塔筒下法兰离地面合适高度，此时辅吊不再起作用，辅吊完全松钩，拆掉辅助吊具，并移走辅助吊车，以便主吊安装塔筒。

3.塔筒吊装工具的结构设计

塔筒吊装工具主要部分为塔筒吊耳，塔筒吊装工具结构设计可视为塔筒吊耳结构设计，其结构设计需要考虑几个方面：体积大小、重量、强度和周期等因素，塔筒吊耳结构型式如下：

3.1焊接式塔筒吊耳

（1）单耳式。单耳式塔筒吊耳即只有一个吊耳。在塔筒的法兰上，螺栓孔的间距各不相同，吊装时可以吊装多个孔，可以根据实际情况，决定吊装哪几个孔。此种塔筒吊耳质量轻，容易操作，但此种塔筒吊耳都是专用吊具，只适用于单节塔筒吊装，局限性太强。

设计时为了增加通用性，可将一侧螺栓孔做成U型孔。此结构虽然适用于多节塔筒，但单耳式不稳定，故不建议使用此结构。

（2）双耳式。双耳式塔筒吊耳结构比单耳式的更加稳定，强度也更好。同时为了满足吊装多节塔筒的目的，可将一侧螺栓孔做成U型，把间距进行调节，这样，每节塔筒的法兰孔间距都能包含进来（可以两侧不对称）。通过调整套来满足不同螺栓孔的塔筒，调整套的引入，大大增加了吊耳的通用性，进而降低了成本。

3.2锻造式

锻造式塔筒吊耳克服了体积大的缺点，而且强度更加稳定，结构更加合理，外观也是更加美观，让客户用起来更加放心、方便。此种塔筒吊耳的缺点是锻造周期长，对生产设备有严格要求。

上面所述三种型式塔筒吊耳，吊装孔均为直线孔，在实际设计时，有时候会采用弧线孔，即与塔筒中径同轨迹的吊装孔，此种塔筒吊耳除吊装孔不一致外，其余均与上述三种塔筒吊耳一致。但是因为每节塔筒的中径都不一样，故此种塔筒吊耳只能作为专用吊具。

塔筒吊耳常用于低温，所以在选材时应选用耐低温的板材或棒材。

4.注意事项

塔筒吊装工具中吊带、钢丝绳索具、卸扣在选型时，首先注意所选型号必须满足吊装要求，其次滑车的设计要注意滑轮槽一定要适合钢丝绳绳径。最后最重要的是塔筒吊耳，当塔筒吊耳是焊接型式时，焊接工作很重要，材质不同需要不同的焊接工艺；当塔筒吊耳是锻造型式时，热处理工作很重要，不同的材质需要不同的热处理工艺。为了保证以上两种形式的吊耳无缺陷，均需要进行不同形式的无损探伤。

5.结论

综上所述，塔筒吊具在进行吊装作业时，需要做的前期工作非常多。通过规范塔筒吊耳型式，也就规范了塔筒吊装工具型式，这样一来大大缩短了设计周期，为生产争取了更多的时间。

参考文献：

[1]纪贵主编.《世界标准钢号手册》北京；中国标准出版社，2003

[2]成大先主编.《机械设计手册》第五版第二卷 北京：化学工业出版社，2007.11

[3]中国机械工程学会热处理学会编.《热处理手册》[M]北京：机械工业出版社，2008.1

[4]张质文主编.《起重机设计手册》北京：中国铁道出版社，1997

[5]濮良贵，纪名刚.《机械设计》[M]北京：高等教育出版社，2006.1

作者简介：

翟雷，1984-，男，河北保定人，助理工程师，大学学历，毕业于鄂东职业技术学院机械设计与制造专业，主要研究方向为：大型设备吊装及风电设备、水电设备等的吊装。

王志伟，1983-，男，河北保定人，助理工程师，大学学历，毕业于东华理工大学 机电一体化，主要研究方向为：钢坯和冶金类卷材等的吊装。