塔器吊装计算书
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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© 273X 10无缝钢管(20#),长度为L=200mm=20cm (见下图),件2选用© 39mM 18m钢丝绳扣,件4选用© 39mm< 20m钢丝绳扣,a为吊装绳扣与水平方向夹角。
90701)主吊耳强度校核Gj=K*G=X 56=, K= 为动载系数; Q=1/2 Gj=1/2 X ==31700Kg弯矩为 M=Q*L/2=31700*20/2=X 105kg.cm © 273X 10无缝钢管的抗弯模量为:3 4 4 3W n D [ 1- (d/D ) ] /32= X[ 1- () : /32=523.84cm弯曲应力(T =M/W X 105/= kg/ cm 2v [ c ]=1700 Kg/cm 2;其中,[c ]=1700 Kg/cm 2为20#无缝钢管许用弯曲应力。
剪应力T = Pcos a /A (此处 a= 0) =31700/=384 Kg/cm 2v [ T ]=1000 Kg/cm 2组合应力2 2 2 1/2[ t +( c M +c N )]2 1/2=[384 + ]=716Kg/c 卅v [ c ]=1000 Kg/cm 2;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© 39mn X 18m —对,每根四股使用(每根工作绳数按 算)。
每根绳扣受力为: P1=Q=1/2Gj=1/2X ==31700Kg ; 单根© 39m*冈丝绳破断拉力为 S=52d=52X 392=79092 Kg 钢丝绳扣使用安全系数为:n=3S/P=3X 79092/31700= > [n]=6说明1、 件1与筒体焊接按筒体弧度预制开 55 °外坡口,件2按筒体弧度预制,对 —称开4个? 50塞焊孔,件3中心开透气孔。
2、 吊耳焊接顺序:件2与筒体焊接一件1与件2焊接一件3与件1焊接。
3、 所有焊缝满焊,焊脚高度为相焊件中较薄者厚度。
4、 在不影响吊装的前提下,吊耳焊接方位可根据现场实际情况进行调整。
5、 焊接完毕后着色探伤合格。
3 根绳计[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© 39mr X 20m—对,每根四股使用(每根工作绳数按3根绳计算)。
COS a =5,a =°,几何关系如图3所示;每根绳扣受力为:P2=Q/sin a ==31700/° =35706Kg 单根© 42m*冈丝绳破断拉力为S=52d=52X 392=79092 Kg 钢丝绳扣使用安全系数为:n=3S/P=3X 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 S =30mm=3cm16M 钢板,各部分尺寸为© =120mm=12cmR=120mm=12cmh=120mm=12cm L=300mm=30cm Gj=x 8仁吨Q=1/2 Gj=1/2 X =44550Kg设P 为主吊绳扣受力,R 为P 垂直向上的分解力、R 为P 的水平分解力,B 为P 与P 2之间夹角。
由几何关系可知:cos 0 =L1/2HA300\2加强筋板S =18 2 16MnR 见详图 1 吊耳板S =36216MnR 见详图序号 名称 规格 数量 材质 备注设计 白土塔主吊耳图审核批准中油七建独山子项目经理部其中L1=1m为两吊耳间距;H=4.75m为主吊绳扣净长度。
故0 = cos-11/2 X = °自平衡力系知:P2= P i • ctg 0, P= P i/sin 0 , P i=Q=44550 KgP2= 44550X°=4713.9Kg,P= 44550/°=44799Kg吊耳板强度校核(1)孔壁承压应力验算(T = P2 /(2r S ) w [ (T c]=44550/(2 X 6X 3)=1238WX 2300= 3220Kg/cm i满足要求。
( 2)孔径截面拉应力:r/R = 60/150=,查表K=2(T =K X P i/ A=P 1/ (2R- ©)X3 = X 44550/ ( 2 X 15-12 ) X 3=1856 Kg/cm v [(T ]=2300Kg/cm2弯曲应力:c =M/W=PX h/ (3 2L/6+2 3 2L22/6 ) =X 15/ (32X 30/6+2 XX 152/6 ) =cm< [(T ]=2300 Kg/cm 22[(T]=2300 Kg/cm 为材质为16MnR勺钢板许用应力。
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3 =24mm钢板,各部分尺寸为© =100mm=10cm R=120mm=12cmh=120mm=12qmL=240mm=24cm详见附图15)。
Gj=X 81=吨Q=1/2 (Gj/2 ) =1/2 X( 89100/2 ) =22275Kd 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、R为P的水平分解力,0为P 与P2 之间夹角。
由几何关系可知:cos 0 =L2/2H其中L2=0.35m,为两吊耳间距;H=2m为溜尾绳扣长度。
故0 = 2 X 2=85°自平衡力系知:P2= P i • ctg 0, P= P i/sin 0 , P i=Q=22275KgP2= 22275X ctg85°=1949Kg,P=22275/sin85°=22361Kg吊耳板强度校核(1)孔壁承压应力验算(T = P2 /(2r S ) w [ (T c]=44550/(2 X 5X=1856<X 2300= 3220Kg/cni满足要求。
( 2)孔径截面拉应力验算r/R = 50/i20 =,查表K=(T =K X R/ A= P 1/ ( 2R-(t)XS =X 22275/ ( 2 X 12-10 ) X 2=1790Kg/cn i v [(T ]=2300 Kg/cm 2弯曲应力:c =M/W=P< h/ (S 2L/6+2 S 2L22/6 ) =1949X 12/ (X 24/6+2 XX 122/6 )22=cm v [(T ]=2300Kg/cm[(T]=2300 Kg/cm 2为材质为16MnR勺钢板许用应力。
故溜尾吊耳满足要求。
溜尾绳扣选用钢丝绳扣© 32mr X 6m—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© 32mr!冈丝绳破断拉力为S=52d=52X 322=53248 Kg钢丝绳扣使用安全系数为:n=3S/P=3X 53248/2236仁》[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P1=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*A=*= X 105kg.cm , A=100+273/2=23.65cm© 273X 10无缝钢管的抗弯模量为:344W n D [ 1- (d/D ) ] /32= X[ 1- () : /32=523.84cm3 弯曲应力(T w =M/W=X 105/= kg/ cm2 ;压应力2 2 2(T y =4P 1/ n( D - d ) =4X 31700/ X(-) =384Kg/cm ;组合应力 c 合=(T 2+2) 1/2= (+384^) 1/2=cm 2v [ c ]=1000 Kg/cm 2其中,[c ]=1000 Kg/cm 2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CT = P l /(2r S ) W [ CT c ] =31700/(2 xx25图中标注尺寸r 以计。
£d K3362 吊耳板 3=36mm4 块 Q235 见详图 '1无缝钢管 ©273 X 10X 60001 '根20#见说明 序号名称规格尺寸数量 .JI单位 材质备注制图说 明1、本平衡梁适用于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。
■批准中油七建独山子项目经瑯=978wx 1550= 2170Kg/cm满足要求。
( 2)孔径截面拉应力校核r/R = 45/120 =,查表K=T =K X R/ A= P 1/ ( 2R-(t)xs = x 31700/ ( 2 x 12-9 ) x =1350 Kg/cm2v [ T ]=1550 Kg/cm 2(3) 根部截面强度校核弯曲应力T =M/W=2P x h/( L 2S /6)= x10/(242x 6)=475Kg/cm2v [ T ]=1550Kg/cm2剪切应力T = P2 /( S L)=(x 24)=190v [ T ]=950 Kg/cm 2式中[T ]为Q235的钢板许用剪切应力组合应力6= K^T w2+ 3T 2W[ T]22=x (4752+3x1902)= 578v [ T ]=1550Kg/cm2[T ]=1550 Kg/cm 2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,见下图臂杆中心距滑车组中心距离吊装绳扣吊耳位置1482.臂杆铰点位置转盘中心所在轴线9000(作业半转盘中心至铰点距离1400 I基础顶标咼1000~度冋地£占点铰.劳动保护等白土塔从图中可以看出,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。