塔器吊装计算书
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塔器吊装计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1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=1/2 Gj=1/2×==31700Kg;弯矩为M=Q*L/2=31700*20/2=×105kg.cmφ273×10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]=1700 Kg/cm2;其中,[σ]=1700 Kg/cm2为20#无缝钢管许用弯曲应力。
剪应力τ=Pcosα/A(此处α=0)=31700/=384 Kg/cm2<[τ]=1000 Kg/cm2组合应力[τ2+(σM2+σN2)]1/2=[3842+]1/2=716Kg/cm2<[σ]=1000 Kg/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=79092 Kg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=79092 Kg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=1/2 Gj=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=44550 KgP2= 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=1856 Kg/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]=2300 Kg/cm2[σ]=2300 Kg/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=22275KgP2= 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]=2300 Kg/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]=2300 Kg/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=53248 Kg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件2AA ——AA473件13600制图审核批准序号12名称规格尺寸备注数量单位材质无缝钢管根块Q 2351吊耳板见说明见详图20#4吊装用平衡梁中油七建独山子项目经理部100100R120φ90300300附图185400说明1、本平衡梁适用于60万吨/年芳烃抽提装置中塔器的吊装作业。
2、所有焊缝满焊,焊脚高度为两相焊件中较薄件厚度。
3、件2周边打磨光滑。
4、吊耳焊接前经专业人员交底,焊接完毕后经专业人员检查合格。
5、图中标注尺寸以mm 计。
2300φ273×10×600036δ=36mmP1=P3=P*°=31700kg P2=P*°= P1/°=16431.8kg如忽略平衡梁自身重力,所受弯矩为M=P 2*A=*=×105kg.cm ,A=100+273/2=23.65cm φ273×10无缝钢管的抗弯模量为:W=πD 3[1-(d/D )4]/32=×[1-()4]/32=523.84cm3 弯曲应力σw =M/W=×105/= kg/ cm2; 压应力σy =4P 1/π(D 2–d 2)=4×31700/×(–)=384Kg/cm 2;组合应力σ=(τ2+σ2)1/2=(+3842)1/2=cm2合<[σ]=1000 Kg/cm2其中,[σ]=1000 Kg/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)×=1350 Kg/cm2<[σ]=1550 Kg/cm2(3)根部截面强度校核弯曲应力σ=M/W=P2×h/( L 2δ/6)=×10/(242×6)=475Kg/cm2< [σ]=1550Kg/cm2剪切应力τ=P2 /(δL)=(×24)=190<[τ]=950 Kg/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]=1550 Kg/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。
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