筒体吊装系统校核计算

^max = ^max
= 2x453.95
(15)
=907.9kN
此时螺栓总拉力为叫
rane & Lifting Forum 吊
筒体吊装系统校核计算
谭武&杨恩民2孟和苏乐德2 1.巨力索具股份有限公司河北保定072550；2.大连益利亚工程机械有限公司辽宁大连116023
摘要某压力容器筒体的吊装包括翻转、平移、就位等过程，吊装系统各构件强度应满足吊装全程各种状态
的要求。对主吊梁与筒体端面法兰联接处进行了详细受力分析,重点分析了紧固螺栓与主吊梁圆弧
, Fbxl<Q
式中： "—法兰接合面摩擦系数。 由于筒体尺寸远大于主吊梁结构尺寸，在筒体吊 装过程中，筒体自重(包括吊装系统)在法兰面上的分
力近似等于主吊点力F23在法兰面切向上的分量F辿 吊装系统只有提供大小相等、方向相反的反力才能使
筒体
力平衡。而根据吊装系统具体结构,能够提
供的反力分为两部分，一是紧固螺栓所联接的法兰面
rane & Lifti$g Forum
吊
而下部单个螺栓受外力为:
F 二岛
bx ~ 14
|
F2zLJxy
⑹
因而上部、下部单个螺栓总拉力！"2、！"%2分别为5
F =F +0 "62 o ・2Fbs
⑺
・ 血 Fbx2=F0(0 2!
⑻
因而上部、下部单个螺栓残余预紧力分别
为5
Fbs1 = 亠Fbsb2s2 — Fbsbs
2）。主吊梁通过2组7 0M140螺栓与筒体上口法兰面
联接，螺栓组在主吊梁上的布置见图3,连接杆结构见
图4。 筒体 体
吊 ， 装过程中 为
钩（溜尾吊车）挂点（图1）。
2筒体吊装系统
筒体的 装、 就位过程 主吊 和 吊
图1某压力容器筒体
图2筒体吊装系统的连接
38 石油化工建设2019.01 |
「ane & Lifting Forum 吊装专栏
图3主吊梁及连接螺栓
1800
F° = 02J = 0.2X140X10-3 = 64286N
1)
式中： d------ 紧固螺栓公称直径,140mm。 对筒体吊装状态进行受力分析，筒体主要受结构 自重Go （含吊装系统）、主吊点力Fzd和溜尾吊点力Fiw 用。
图+连接杆
3主吊梁紧固螺栓计算
3.1紧固螺栓联接
产生的总摩擦力，二是主吊梁上的内限位圆弧承压
所提供的法兰切向反力Fhb,因此筒体整体静力平衡条 件为:
FZdX=fsum+Fhb
(12)
因而有:
Fhb=Fzdx-fSUm
(13)
对筒体吊装的整个过程，即0=0-90°范围内，分
过上式
，
在筒体
9=0°的状态，具体计算结果详见表1。 3.3螺栓强度计算
当筒体吊装到竖直状态(0=90° )时，紧固螺栓受 拉力最大。
图*筒体吊装受力分析
如图6所示，筒体（含吊具）重心到主吊点水平距
离L52和筒体重心到溜尾吊点水平距离Liw可根据作图
放样求得。对主吊点力F込溜尾吊点力Fiw,根据受力平
衡、力矩平衡有：
< Fzd * 好* 一 Go = °
⑵
Fzd （厶zd + Lj - GQLhv - 0
因此求得主吊点力：
图5紧固螺栓分布图
# 根据筒体设计图，筒体一端有76 M140螺纹孔,
主吊梁与筒体联接时，借用其中部分螺纹孔，通过紧固 螺栓（双头螺柱）与筒体联接。为便于计算分析,将螺栓
2 群分为上部、下部 组，每组7颗，共14颗，如图5所示。
3.2螺栓组受力分析 根据主吊梁的安装工艺，每颗螺栓上施加
T=1800N-m的拧紧力矩。则每颗螺栓上预紧力为叫
二坨+0.2伦-他
⑼
=几-0•迅
FbSl =FbS2~FbS
= Fo+0.2Fbs.-Fbs
(10)
= F0~^Fbs
根据螺栓联接原理,若残余预紧力F./0且接合面 摩擦系数！1〉0,则表示被联接件接合面仍有挤压作 用，因而能够产生摩擦力。因此紧固螺栓法兰联接面总
摩擦力021为： 几”
他+為)n。()
此时单颗螺栓受拉力平均值为：
单位
Nm kN kN kN kN kN kN kN kN kN kN 一 kN kN kN kN
F 648.5x9.8 =453.95kN
喰
14ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(也)
考虑到实际吊装过程中的不利因素，以及主吊梁、
筒体
的 ， 个紧固螺栓
能受力
均衡，对平均受力Frn%乘以不均衡系数K=2,则单颗螺 栓最大受力为：
板法兰止口之间受载分配。以受力分析为依据，校核了紧固螺栓的承载能力和抗拉强度，完成了主吊
梁结构、连杆结构等构件的强度分析、焊缝校核等工作，使理论计算成功指导了筒体吊装施工。
关键词 筒体吊装;螺栓校核;强度分析
中图分类号TU741.1 文献标识码B
文章编号1672-9323 （201, 01-0038-06
39 |石油化工建设2019.01
将主吊点力Fzd向法兰的法向和切向分解，得到 Fzdx和Fzd：，如图7所示，有：
亿土 sin 0
⑷ ⑹
式中： !——筒体水平仰角（图6）。 假定F边均匀作用在各个螺栓上,使螺栓受拉;假 筒体 状态时， 上部螺栓和下部螺栓 筒体中 线的距离全部相等（图7），取值为Lx=2942mmo 基于以上假定，可求得上部单个螺栓受外力为：
表1紧固螺栓联接受力计算
项目 筒体仰角 筒体自重(含吊梁) 紧固螺栓拧紧力矩 紧固螺栓预紧力 主吊点力 主吊点力法向分量 主吊点力切向分量 上部单个螺栓外力 下部单个螺栓外力 上部单个螺栓总拉力 下部单个螺栓总拉力 上部螺栓残余预紧力 下部螺栓残余预紧力 摩擦系数 上部螺栓产生摩擦力 上部螺栓产生摩擦力 法兰联接面总摩擦力 圆弧板承受剪力
1吊装系统
筒体吊装系统专门用于某压力容器筒体（图1）的
吊装、就位过程中连接起重机吊钩与筒体本体。筒体吊
装系统包括主吊梁及紧固螺栓、过渡连杆、吊索具等构
件（图2）。以该筒体自身结构为基础，根据筒体吊装工
过程、 装
7对 装 中 体、
主吊梁、过渡连杆等主要构件进行受力分析和校核计 算。
同完成。主吊车吊点通过连接杆连接在主吊梁上 （图
符号 & Go T Fo 入
Fzdy F zdx
Fbs Fbx Fbs2 Fbx2 Fbs1 Fbx1
仏
F hb
数值 0
648.5 1800 64.286 2285.4
0 2285.4 -101
101 64.286 84.486 165.286 -16.514
0.15 173.55
0 173.55 2111.9