大型塔设备轴式吊耳危险截面分析——兼谈吊耳的强度设计标准.pdf

第 50卷第4期 化 工 设 置 与 誓 遵 V0l1．50 NO．4 2013年 8月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Aug．2013 大型塔设备轴式吊耳危险截面分析 兼谈 吊耳的强度设计标准 宋晓磊 ，侯德 民 ，赵军 ，孙文博 (1．北京化工大学机电工程学院，北京 100029；2．四川煤气化有限责任公司，四川 泸州 646300) 摘 要：从标准轴式吊耳危险截面分析入手，通过有限~ANSYS软件对标准轴式吊耳做 了强度分析并与 标准中轴式吊耳强度校核的理论求解结果进行了对比；讨论了轴式吊耳的危险截面位置及吊耳壁厚对吊 耳强度的影响；分析了影响轴式 吊耳强度的主要因素，提出了吊耳强度校核的原则。结论可为大型塔设 备 吊耳设计提供一定的参考。 关键词：轴式 吊耳；ANSYS；危险截面；强度设计；标准 中图分类号：TQ050．5：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2013)04．0019．004 随着现代化工业的发展，石油化工等行业 中塔 1 材料力学的算法 式容器趋于大型化、重型化，其体积和质量变得越来 为了说明问题，以文献 [6]中吊耳强度计算例题 越大。对于这些大型设备如何能够安全、高效地安装 3作为计算例题。标准轴式 吊耳 AXC．600的最大起 成 了工程上一个非常重要的问题 ]。近几年伴随起重 吊质量 130t，垂直起 吊就位时受力最大，吊耳受力 机 吊装能力的不断提高，起重机抬吊法的吊装工艺得 计算见图1。 到了广泛应用。对于大型立式塔设备的吊装，一般采 用轴式吊耳作为设备的主吊点，吊装过程中配合平衡 梁，可以使吊耳受力状态最大程度趋于合理，使其主 要承受竖直载荷，而与绳子的夹角引起 的水平载荷 可以忽略 口]。这就在很大程度上简化了抬吊法过程中 对于吊耳的强度、刚度及稳定性的设计和分析计算。 本文分析了轴式 吊耳在吊装过程中的危险截面，通过 危险截面的分析，可以对于塔设备轴式 吊耳的设计、 校核及应用提供理论依据。 目前对于吊耳还没有 比较精确的强度计算方法， 在实际工程设计过程中，一般采用材料力学的方法对 吊耳的强度进行校核 。该方法将吊耳简化成一个悬臂 图1 AXC．600吊耳受力示意 Fig．1Forcediagram ofAXC-600axialliftinglug 梁，在起吊载荷的作用下进行强度计算 p]。然而材料 力学理论是在一系列的假设条件下成立的，有一定的 材料的许用应力 =140MPa 适用条件 (如细长梁、忽略剪力的影响等)。对于大 取综合影响因数 (动荷因数及不均匀因数) 型设备的轴式吊耳来说，当其直径大于 吊耳的长度 K=I．65，垂直起吊力 (单吊耳)： 时，若简化成悬臂梁处理进行计算会有一定的误差。 Fv=l30×l000×9．81×1．65=2104245N 本文通过选用文献 [6]中标准吊耳的数据，采用有限 水平分力： 元ANSYS软件对吊耳进行了吊装模拟，并与材料力 收稿 日期 ：2013—05—02 学计算结果进行对比，指出了轴式吊耳的危险截面及 作者简介：宋晓磊 (1987一)，男，山东烟台人，硕士研究生。主要 进行强度