大型设备吊装方案设计

张本彤，袁维

（湖北新冶钢，湖北 黄石 435000）

大型设备吊装方案设计

张本彤，袁维

（湖北新冶钢，湖北 黄石 435000）

在冶金设备安装过程中，大型设备吊装是设备安装的重要环节，这些设备大型化、重型化、安装位置高，导致设备吊装施工技术难度大、操作复杂、风险较大。本文着重介绍我厂轧制线设备安装过程中粗轧机立轧减速机的吊装设计。

大型设备；吊装；强度计算

我厂中棒轧制线厂房内设计安装的粗轧机立轧减速机，重量为66 t，厂房内设有50 t行车、32 t行车各一台，单台行车不能满足其吊装要求，为了节约设备安装成本，我们决定利用现有两台行车进行双机抬吊减速机，并根据吊装需要设计双机抬吊吊具。减速机主要参数：自重为66 T，减速机本体高度为1.25 m，宽2.16 m，减速机底座高度为13.185 m，地脚螺栓顶部标高为13.350 m。50 t行车与32 t行车相关参数：行车轨道标高16.2 m，行车起升极限高度为15.5 m，两台行车吊钩间距7.15 m。

1 吊装方案确定

由于减速机的重量远远超过厂房内单台行车的起吊能力，因而该减速机的吊装采用50 T和32 T行车双机抬吊，吊具设计为一根箱形梁吊具挂减速机底部的吊装结构（图1）。

减速机起升高度应≥减速机本体高度+地脚螺栓顶部标高+吊具高度+行车与吊具之间、减速机与地脚螺栓顶高之间的安全距离=1.25+13.35+0.7+0.3=15.6 m，由于行车起升极限高度为15.5 m，所以我们决定拆除两台行车吊钩，将吊具直接安装在两吊钩的销轴上，于是起升高度可达到16.2 m，满足起升高度要求。

图1 吊装结构简图

2 吊具载荷分布计算

根据两台行车靠近时两吊钩的间距为7150 m，一台行车最大载荷为50 T，另一台行车为32 T，为保证两行车的载荷均匀，减速机吊点C点距50 T行车为1350 mm，D点距32 T行车为3700 mm，两行车的受载情况(吊具自重按5 T计)，如图2。

图2 吊具载荷分布及弯矩图

3 吊具初步设计及强度校核

（1）吊具的截面及材质确定。吊具采用箱形结构，材质Q3 4 5-B，焊缝高度为0.5 t（t为钢材厚度），焊接处板材双面坡口。吊具高H=700 mm，宽B=600 mm，板厚d=25 mm，Q3 4 5钢板许用应力[σ]=170 MP a，吊具的截面如图3所示。

图3 吊具截面图

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

吊具的抗弯系数：

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

弯 矩 作 用 应 力：σ=Mmax/W=86.43×104/1.303×10-2=66.33 MP a＜ [σ]=170 MP a，故吊具结构设计满足承载强度要求。

4 销轴强度校核

（1）销轴设计。减速机吊装时两台行车分别通过销轴和吊具连接，由于50 T行车受力较大，故以此所受的力作为主要强度校核依据，销轴采用45#调质钢，直径为φ160 mm，受力部分长度为500 mm。

（2）销轴抗弯强度校核。

已知销轴受剪切力Ra=46.22×104N

销轴受力部分长度为L=0.5 m

动载系数，取k=1.15

45#钢许用弯曲应力[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

经校核，销轴抗弯强度满足要求。

（3）销轴抗剪强度校核。

已知45#钢施用剪应力[τ]=100 MP a

剪力Q=Ra/2=46.22×104/2=23.11×104N

销轴截面面积：

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，

经校核，销轴抗剪强度满足要求。

5 钢丝绳计算

（1）钢丝绳理论受力P计算。

（3）钢丝绳的选用计算及校核。

根据经验公式近似估算，当公称抗拉强度为1550 MP a时，S=474 d2，计算选用常用6×37(b)-1570的纤维芯钢丝绳，抗拉强度为：σ=1570 MP a，则：

查钢丝绳相关数据手册，选取相近标准规格，

6×37(b)-1570，直径d=42 mm的纤维芯钢丝绳，其公称最小破断拉力[S]=816 K N>S=738 K N，满足吊装要求。

6 结语

经过周密的技术论证和施工准备，我们安全、高效、低成本的完成了本次减速机吊装就位任务，有效保证了施工进度。

[1]大型设备吊装工程施工工艺标准(S H/T 3515-2003).

[2]孙爱萍，等，大型设备吊装方案优化[J].煤炭技术，2010，29(3)；155-157.

[3]罗顶瑞，朱兆华，大型吊装组织设计与方案实例分析[M]，北京：化学工业出版社，2008.

[4]华玉洁.超重机械与吊装[M].北京：化学工业出版社，2005.

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：1671-0711（2017）12（下）-0088-02