API 吊耳强度计算公式

1)折页销轴强度校核销轴最大受力为副斜架起吊就位瞬间,销轴直径ф130剪应力:τ=Q/A=100×103/(13/2)2π=kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2弯曲应力:σ=M max/W (销轴受力按均布载荷计算)M max=QL2/8 q=100×103/8.4=1.9×104kg/cmM max=1/8×1.9×104×2=1.676×105kg·cmW=πd3×133/32=cm3σ=M max/W=1.676×105/=77744kg/cm2〈[σ]1)100t固定折页验算R Hmax=100T由拉曼公式校核最薄断面A-Bσ=P(D2+d2)/2sd(D2-d2)=100×103(4422)/2×4×13.2(4422)=1188kg/cm2〈[σ]固定折页焊缝计算焊缝长度L i=2×50+2×20+4=144cm 焊缝高度h=τi=100×103××144=620kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm23)活动折页计算主斜架起吊就位后，副斜架未起吊前，斜架主体部分底部已垫垫铁并穿上地脚螺栓，所以校核折页受力以R 3=178.82T 为准。

在A-B 截面上:由拉曼公式σ=P(D 2+d 2)/2sd(D 2-d 2)得:σ×103(4422)/2××12.6(4422)=/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2活动折页焊缝计算焊缝长度L=2×50+2×30+6=160cm焊缝高度h=τ×103××166×2=/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2二、吊耳选择计算1)20t平衡吊耳计算由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:σ=20×103(2222)/3×7.2 (2222)= 1148kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2焊缝长度L=4×30+3=123cm焊缝高度h=τi=20×103××123= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=20×103×2/4=551 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm22)20t起吊吊耳选择计算在A1-A1截面上:σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)=20×103(282+82)/×8(282-82)=601 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=20×103/(28-8)×=kg/cm2〈[σ]焊缝长度L=28＋2×22=72cm焊缝高度h=τi=20×103××72=248 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力τ=Q/A=20×103×2/4=441 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2销轴弯曲应力弯矩M max =(1/8)QL=20×103×/8=×104 kg/cm 2 截面系数 W=πd 3×3/32=43cm 3σ=Mmax/W=×104/43= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm23) 50t 吊耳计算在A 1-A 1截面上:σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)=50×103(2422×9.8(2422)=1152.24 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=50×103/(24-9.8)×=568 kg/cm2〈[σ]焊缝长度L=30＋2×36=102cm焊缝高度h=τi=50×103××102= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=50×103×2/4=720.85 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴弯曲应力弯矩M max=(1/8)QL=50×103××104 kg/cm2截面系数W=πd3×3/32=3σ×104/81.5=437 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm24)80t吊耳计算2在A 1-A 1截面上:σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)=80×103(3422×12.2(3422)=1180 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2在B 1-B 1截面上:σ=P/(D-d)s=80×103/(34-12.2)×7.2=510 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2 焊缝长度L i =2×34+34=102cm焊缝高度h=τi=80×103××102=700 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力τ=Q/A=80×103×122/4=708 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2销轴弯曲应力(按均布载荷计算)×103×103kg/cm 2R=40×103kgM max ×2/8=40×103××103×2/8×105kg·mW=πd3×3/32=3σ= M max×105/153.16=1554kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm25)100t吊耳计算由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:σ=100×103(382+132)/8.2×13(382-132)= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2在B1-B1截面上:σ=P/(D-d)s=100×103/(38-13)×8.2= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2焊缝长度L i=2×37+38=112cm焊缝高度h=2cmτi=100×103×2×112= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2销轴剪应力τ=Q/A=100×103×2/4=802 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2。

图号：名称：1. 吊耳的基吊耳起吊质量（设备空重） 2.3t D，吊耳板中心孔直径50mm R，吊耳板端部的圆弧50mm L，吊耳孔中心线至垫板中心的距离1200mm S，吊耳板厚度10mm H TP ，垫板宽度mm L TP ，垫板长度mmα，吊索方向角度30°2. 吊耳的强吊耳板材质Q235B [σ]，吊耳板许用应力97MPa 吊耳板许用拉应力87.3MPa [τ]，吊耳板许用剪应力，取0.6[σ]58.2MPaφ，角焊缝系数0.7吊耳强度计算HG／T 21574-2008 化工设备吊耳及工程技术要求第 1 页，共 2 页垫板、封头材质Q235B[σ]H，垫板、封头许用应用116MPaK，综合影响系数 1.652.1F v，竖向载荷37228.95N 2.2F H，横向载荷，F H=F v*tanα21494.1N 2.3F L，吊绳方向载荷，F L=F v/cosα42988.3N 2.4M，经向弯距：M=F H*L25792973.2N.mm2.5吊耳板吊索方向的最大拉应力（偏保守）：σL=F L/[(2R-D)S]85.98MPaσL<[σ]满足要求。

2.6吊耳板角焊缝应力校核：角焊缝面积为（偏保守）：A=2(L*tan20°+R)S9735.3mm2角焊缝的拉应力：σa=F V/A 3.82MPa 角焊缝的剪应力：τa=F H/A 2.21MPa 角焊缝的弯曲应力：σab=6M/S[2(L*tan20°+R)]216.3MPa组合应力：σab=[(σa+σab)2+4τa2]^0.520.63MPaσab<[σ]满足要求。

2.7封头局部应力校核：带垫板时方形附件边长为：Cx=(H TP×L TP)^0.50.0mm 不带垫板时方形附件边长为：Cx=(2×(L×tan20°-R)×S)^0.598.67mm第 2 页，共 2 页。

7.4 主吊耳管式强度校核图1 主吊耳管式平面图7.4.1 计算惯性矩与抗弯模量管口内径：d = D1-2×T1= 480.00-2×18.00= 444.00 (mm)式中，D1、T1如图1所示。

吊耳横截面面积：A = π/4×(D12-d2)+d×(T5+T6)-T5×T6= π/4×(480.002-444.002)+444.00×(14.00+14.00)-14.00×14.00= 38361.48 (mm2)式中，D1、T5、T6如图1所示。

惯性矩：I0 = π/64×(D14-d4)+T5×d3/12+d×T63/12-T5×T63/12 = π/64×(480.004-444.004)+14.00×444.003/12+444.00×14.003/12-14.00×14.003/12= 800313846.18 (mm4)式中，D1、T5、T6如图1所示。

B-B截面处抗弯模量：Wb = 2×I0/D1= 2×800313846.18/= 3334641.03 (mm3)7.4.2 危险截面校核竖向载荷：Fv = Q×9.8×1000×(m×n0×n1)/2= 130.00×9.8×1000×(1.20×1.10×1.00)/2= 840840.00 (N)式中Q——吊耳额定载荷(t)；m——安全系数；n0——动载系数；n1——不均匀系数。

横向载荷：Fh = Fv/tgα= 840840.00/tg90.00°= 0.00 (N)式中，α为索具与吊耳中心线夹角。

径向弯矩：Mb = Fv×L1= 840840.00×200.00= 168168000.00 (Nmm)式中，L1如图1所示。

起重吊耳的设计计算1.吊耳的允许负荷按下式计算P=CD/n式中: P-吊耳允许负荷D-起重量<包括工艺加强材料>C-不均匀受力系数 C=1.5~2n-同时受力的吊耳数2.吊耳的强度按下列公式校验:正应力: σ=P/F min<[σ][σ]=σs/K切应力: τ=P/A min<[τ][τ]=0.6[σ]式中: F min-垂直于P力方向的最小截面积(mm2)H min-平行于P力方向的最小截面积(mm2)σs-材料屈服极限(kg/mm2)[σ]-材料许用正应力(kg/mm2)[τ]-材料许用切应力(kg/mm2)K-安全系数:一般取 K=2.5~3.0特殊情况取 K=4.0~5.0在一般情况下吊耳强度仅校验其剪切强度即可.当有必要时,也可校验其弯曲强度.3.吊耳的焊缝强度计算:A.吊耳装于面板之上:a.开坡口,完全焊透:单吊耳:σ=P/dl≤[σ]有筋板的吊耳:σ=P/∑F≤[σ]b.不开坡口:τ=P/a∑l ≤[τ]式中:P-作用于吊耳的垂直拉力(kg)∑F-焊接于面板的所有吊耳板和筋板面积总和(mm2)∑l-焊缝总长度(mm)[σ]-焊缝许用正应力(kg/mm2)[σ]=0.3σbσb焊接母材的抗拉强度(kg/mm2)[τ]-焊缝许用切应力(kg/mm2)[τ]=0.18σbK-角焊缝的焊脚高度(mm)B.吊耳贴焊于侧板:τ=P/0.7K∑l(kg/mm2)式中: ∑l-全部焊缝长度C.吊耳竖焊于侧板:a.开坡口,完全焊透:σ=[(6Pb/δl2)2+(P/δl)]1/2<[σ]b.不开坡口:τ=[(3Pb/0.7Kl2)2+(P/0.7Kl)]1/2<[τ]。

吊耳强度计算刀盘吊耳：拉应力计算如图所示，拉应力的最不利位置在吊耳中心孔断面，其强度计算公式为：σ＝N ／S1；σ≤［σ］；［σ］=600Mpa 。

式中：σ―拉应力；N ―荷载；S1―断面处的截面积；［σ］―钢材允许拉应力。

N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯=MPa mm N 61.111/61.111250161785712==⨯⨯=σ 合格。

剪应力计算如图所示，剪应力的最不利位置在吊耳中心孔断面，其强度计算公式为：τ＝ N ／S2；τ≤［τ］=600Mpa ；式中：τ―剪应力；N ―荷载；S2―断面处的截面积；［τ］―钢材允许剪应力。

N N 3549184.759.1210100035=⨯⨯⨯=[]σσ≤MPa mm N 18.22/18.2225016354912==⨯⨯=τ合格局部挤压应力计算 如图所示，局部挤压应力的最不利位置在吊耳与销轴的结合处，其强度计算公式为： F ＝N ／（t ×d ）υ； F ≤［σ］；式中：F ―局部挤压应力；N ―荷载；t ―吊耳厚度；d ―销轴直径（22t 卸扣直径39）；υ―局部挤压系数1；［σ］―钢材允许压应力。

N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯= MPa mm N F 17.286/17.286139161785712==⨯⨯=合格角焊缝计算 P ＝N ／l ×h ×k ；P ≤［σ1］；式中：P ―焊缝应力；N ―荷载；l ―焊缝长度55mm ×2；h ―焊缝高度10mm ；k ―折减系数0.7；［σ1］―焊缝允许应力235N/mm 2。

N N 17857184.78210100035=⨯⨯⨯= 2/91.231255107.0178571mm N F =⨯⨯⨯= 合格。

螺栓拉应力计算刀盘上部吊耳采用螺栓M20×60L ，强度等级10.9，数量10个。

第二章起重吊耳一、起重吊耳的强度计算(1)吊耳的允许负荷按下式计算式中：P ?吊耳允许负荷D ?起重量(包括工艺加强材料)C ?不均匀受力系数C ＝1.5～2n ?同时受力的吊耳数(2)吊耳的强度按下列公式校验1、正应力][min σσ<F P ＝2、切应力][minττ<A P ＝ 式中：min F ?垂直于P 力方向的最小截面积(毫米2)min A ?平行于P 力方向的最小截面积(毫米2) [?]?材料许用正应力(牛/毫米2，即兆帕)K ?安全系数，一般取K ＝2.5～3.0s σ?钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。

Q235δ≤16mm,s σ=235Mpa;δ>16～40mm,s σ=225Mpa;δ>40～60mm,s σ=215Mpa;16Mn δ≤16mm,s σ=345Mpa;δ>16～25mm,s σ=325Mpa;δ>25～36mm,s σ=315Mpa;δ>36～50mm,s σ=295Mpa;δ>50～100mm,s σ=275Mpa 。

3、吊耳的挤压强度在一般情况下吊耳强度仅校验其剪切强度即可，当有必要时也可校验其弯曲强度。

(3)吊耳的焊缝强度计算1、吊耳装于面板之上i 、开坡口、完全焊透。

][σσ≤=dlp 单吊耳 ][σσ≤=∑Fp 有筋板吊耳 ii 、不开坡口式中：P ?作用于吊耳的垂直拉力(N)。

?F ?焊接于面板的所有吊耳板和筋板面积总和(mm 2)。

?l ?焊缝总长度(mm)。

[?]?焊缝许用正应力(N/mm 2)。

[?]＝0.3?b?b ?焊接母材抗拉强度(N/mm 2)。

[?]?焊缝许用切应力(N/mm 2)。

[?]＝0.18?b2、吊耳贴焊于侧板2)式中：∑l ?全部焊缝长度；K ?角焊缝高度 3、吊耳竖焊于侧板i 、 开坡口，完全焊透ii 、不开坡口][)7.043(3)7.03(222σσ<⨯⨯+KlP Kl Pb ＝式中：K ?角焊缝高度 二、 起重吊耳的选用本公司编制了“工艺吊耳”公司标准(ZB01－01A ～ZB01－100A ，GTG －05－01～GTG －05－05)，见附图6。