起重吊耳受力计算-(丰汇)
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K ln 2R h 2R h
吊耳的强度计算
4、有限元法：通过计算机建模、划分成细小 单元、加载、分析求解等过程来计算吊耳每一 部分的受力情况。较常用的是采用接触算法来 模拟插销与吊耳孔承压面的接触，能很准确的 模拟实际受力情况，计算结果准确可靠。
吊耳的强度计算
• 计算方法的选择
1.对于不经常使用或只作为安装用的吊耳可 以采用简单易行的安全系数法。
弯曲应力： w
W M
W H B2
6
与许用应力 [ ] 比较， [ ] s 1.6
剪应力： KFx HB
与许用剪应力 [ ]比较，[ ] 0.6[ ]
组合应力： w2 3 2 与许用应力 [ ] 比较；
吊耳根部主要受拉，不必计算其局部稳定性；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
吊索方向的最大拉应力：
L
(D1
KF D)(H
[
bs
]
s 6
~ s 5
吊耳的强度计算
3、曲梁公式法：按 耳板孔看做曲梁推导 出下面的公式：
水平危险截面：
B MAX
4F 2A
2
Fh（
1 2
4 2
）
2t(RK h)(2R h)
[ ]
竖直危险截面：
A MAX
4F 2A
2Fh（42
1）
2t(RK h)(2R h)
[ ]
式中：F——耳板上所受的外力 A —计算截面积，对于矩形面积A=ht h —耳环截面高度 t—耳环厚度 R—耳环截面重心处曲率半径
吊耳的分类
侧壁板式吊耳：适用于公称直径大于1000mm的较重型设备的吊装。吊装时， 必须保证吊耳仅承受竖向载荷。该型吊耳适用于无顶部设备法兰的立式设备， 且顶部封头为标准椭圆形、半球形、碟形或锥形。一般设置在设备顶部两侧， 对称设置。
吊耳的分类
L1 L
轴式吊耳：一般适用于较高及较重的立式设备的吊装。 一般应设置在设备中心1.5m以上，对称设置。
吊耳根部焊缝校核（双面角焊缝）：
角焊缝面积：A 2Bhe 其中 he 为焊缝计算厚度，
角焊缝的拉应力： s
KFy A
剪应力： KFx A
弯曲应力：
w
6KFx L B 2 he
合应力：
(
s
w
)2
2
f
与 f f w 比较。
吊耳的强度计算
安全系数法计算轴式吊耳：
焊缝2 焊缝1
L1 L
吊耳受吊索拉力为F，与竖直方向夹角为
吊耳:安装在设备或其他吊物之上用于提
升的吊点结构。
吊耳的设计是一项十分重要的工作，在制造、 运输和安装过程中往往很容易被忽视，问题 也就容易出现在吊耳上。为保证设备从制造 到安装的整个过程中的人身安全和设备安全， 需要认真做好吊耳的设计和施工，实际上， 经常有不正确的吊耳的设计和施工造成不良 事故的发生。因此，需要各个方面都来重视 吊耳的设计和施工，以保证整个施工过程中 的人员和设备的安全。
焊缝1校核：
焊缝1主要承受轴向分力引起的剪应力： KFx 0.7Dhe
与 f f w 比较，其中 he 为焊缝计算厚度，
f f w 为角焊缝的强度设计值；
吊耳的强度计算
焊缝2校核：
焊缝2主要承受竖直分力引起的剪应力和水平分力引起的拉 应力，以及竖直分力引起的弯曲应力，
剪应力： KFy 0.7D0 he
水平危险截面：
Fa j
s
(2R D)(H 2h) 1.7
其中，a j为应力集中系数，其值由孔径和板宽的比值决定，
具体可参考相关手册。
竖直危险截面：
F (R2 0.25D2 )
s
D(H 2h)(R2 0.25D2 ) 3
轴孔处平均挤压应力：
bs
F D(H
2h)
[ bs ]
其中，许用局部挤压应力
2.对于符合曲梁计算条件且需要计算较精确 的吊耳采用曲梁法计算可行。
3.有有限元计算分析能力的要求精确计算的 吊耳优先采用有限元法计算。
在工件上设计吊耳位置的原则：
1、充分考虑构件的重心位置，吊耳在起吊时工件或设备应保持水平， 不应出现倾斜现象。 2、吊耳使用中不允许承受与能够承受载荷方向不符的载荷。 3、吊耳在起吊工件或设备时每条钢绳的受力要尽可能相等。 4、吊耳在起吊工件时钢丝绳和水平面的夹角应不小于60度。 5、吊耳的位置间距不易过大或过小，吊耳间距过小时起吊中工件或设 备容易发生晃动而不稳，吊耳间距过大时或造成钢丝绳和水平面的夹角 过小使钢丝绳受力过大和需要更长的钢丝绳和更高的起吊高度。 6、吊耳在工件上的焊接位置要考虑被起吊工件的局部刚度和强度，不 允许出现在起吊时产生局部的变形和开裂。通常大型和特大型工件焊接 吊耳的对应位置要筋板或隔板，以提高吊耳位置的局部刚度与强度。在 起吊特大型工件和设备时吊耳的位置设计还要充分考虑设备和工件整体 的刚度与强度，避免因起吊造成整体结构的失稳和断裂。
其中 D0 为垫板外径，he 为焊缝计算厚度；
拉应力： l
KFx 0.7D0he
弯曲应力： w
KFy L W1
其中 W1 为焊缝2处截面的抗弯模量，
W1
[(D0 32(D0
2he
)4 D04 2he )
]
焊缝2处合应力：
(l w )2 2 f
与 f f w 比较。
2、应力集中系数法：将受力不均匀 的情况归结为应力集中，推导出下 面的公式 ：
2h)
与 [ ] 比较；
局部压应力： b
D0
KF (H
2h)
与 1.5[ ]比较，
其中D0 为与吊耳孔实际接触的轴或吊索的直径；
吊耳的强度计算
贴板角焊缝校核：
作用在贴板处的载荷： Fh
KF h H 2h
剪应力：
Fh
D1 he
与 f f w 比较，其中he 为焊缝计算厚度，
f f w 为角焊缝的强度设计值；
• 1、安全系数法：由于偏载、受力不均匀等 影响，将吊索的平均拉力乘以一个综合影 响系数，再以该数值按照均匀受载来验算 吊耳的强度。
吊耳的强度计算
安全系数法计算顶板式吊耳：
吊耳受力为F，方向与竖直方向夹角为
吊耳根部弯矩：W K Fx L
其中，K为综合影响系数，取值一般在1.6到2.5范围内，下同，
吊耳的分类
按用途划分可分为设备运输吊耳、设备安装 吊耳和设备厂内工艺过程中起吊用吊耳。 按结构划分一般情况下分为三类：顶部板式 吊耳、侧壁板式吊耳、轴式吊耳。
吊耳的分类
顶部板式吊耳：适用于轻型立式设备的吊装。一般设置在设备顶部的 椭圆形封头、碟形封头、球形或半球形封头以及平封头和锥形封头上， 以2个、3个、4个均布为宜。
吊耳的分类
另外，根据吊耳和设备的连接方法，还可以 分为焊接吊耳、铸造吊耳和插入式圆柱形吊 耳等。
插入式圆柱形吊耳：适用于机器箱体由于位置限制不允许保留吊耳的场合。
吊耳的分类
吊耳形式多种多样，不仅仅限制在这几 种形式，应根据现场情况选取。
吊耳的分类
吊耳的强度计算
• 耳板强度计算方法有安全系数法、应力集 中系数法、曲梁法、有限元法等。
吊耳轴向拉应力： 1
KFx A
其中K为综合影响系数，取值在1.6到2.5范围内，下同，
A为吊耳截面面积，A (D2 d 2 ) 4
弯曲应力： b
KFy L1 W
其中W为吊耳截面抗弯模量，W (D4 d 4 )
32D
吊耳受合应力为： s 1 b 与 [ ] 比较， [ ] s
1.6
吊耳的强度计算
4、有限元法：通过计算机建模、划分成细小 单元、加载、分析求解等过程来计算吊耳每一 部分的受力情况。较常用的是采用接触算法来 模拟插销与吊耳孔承压面的接触，能很准确的 模拟实际受力情况，计算结果准确可靠。
吊耳的强度计算
• 计算方法的选择
1.对于不经常使用或只作为安装用的吊耳可 以采用简单易行的安全系数法。
弯曲应力： w
W M
W H B2
6
与许用应力 [ ] 比较， [ ] s 1.6
剪应力： KFx HB
与许用剪应力 [ ]比较，[ ] 0.6[ ]
组合应力： w2 3 2 与许用应力 [ ] 比较；
吊耳根部主要受拉，不必计算其局部稳定性；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
吊索方向的最大拉应力：
L
(D1
KF D)(H
[
bs
]
s 6
~ s 5
吊耳的强度计算
3、曲梁公式法：按 耳板孔看做曲梁推导 出下面的公式：
水平危险截面：
B MAX
4F 2A
2
Fh（
1 2
4 2
）
2t(RK h)(2R h)
[ ]
竖直危险截面：
A MAX
4F 2A
2Fh（42
1）
2t(RK h)(2R h)
[ ]
式中：F——耳板上所受的外力 A —计算截面积，对于矩形面积A=ht h —耳环截面高度 t—耳环厚度 R—耳环截面重心处曲率半径
吊耳的分类
侧壁板式吊耳：适用于公称直径大于1000mm的较重型设备的吊装。吊装时， 必须保证吊耳仅承受竖向载荷。该型吊耳适用于无顶部设备法兰的立式设备， 且顶部封头为标准椭圆形、半球形、碟形或锥形。一般设置在设备顶部两侧， 对称设置。
吊耳的分类
L1 L
轴式吊耳：一般适用于较高及较重的立式设备的吊装。 一般应设置在设备中心1.5m以上，对称设置。
吊耳根部焊缝校核（双面角焊缝）：
角焊缝面积：A 2Bhe 其中 he 为焊缝计算厚度，
角焊缝的拉应力： s
KFy A
剪应力： KFx A
弯曲应力：
w
6KFx L B 2 he
合应力：
(
s
w
)2
2
f
与 f f w 比较。
吊耳的强度计算
安全系数法计算轴式吊耳：
焊缝2 焊缝1
L1 L
吊耳受吊索拉力为F，与竖直方向夹角为
吊耳:安装在设备或其他吊物之上用于提
升的吊点结构。
吊耳的设计是一项十分重要的工作，在制造、 运输和安装过程中往往很容易被忽视，问题 也就容易出现在吊耳上。为保证设备从制造 到安装的整个过程中的人身安全和设备安全， 需要认真做好吊耳的设计和施工，实际上， 经常有不正确的吊耳的设计和施工造成不良 事故的发生。因此，需要各个方面都来重视 吊耳的设计和施工，以保证整个施工过程中 的人员和设备的安全。
焊缝1校核：
焊缝1主要承受轴向分力引起的剪应力： KFx 0.7Dhe
与 f f w 比较，其中 he 为焊缝计算厚度，
f f w 为角焊缝的强度设计值；
吊耳的强度计算
焊缝2校核：
焊缝2主要承受竖直分力引起的剪应力和水平分力引起的拉 应力，以及竖直分力引起的弯曲应力，
剪应力： KFy 0.7D0 he
水平危险截面：
Fa j
s
(2R D)(H 2h) 1.7
其中，a j为应力集中系数，其值由孔径和板宽的比值决定，
具体可参考相关手册。
竖直危险截面：
F (R2 0.25D2 )
s
D(H 2h)(R2 0.25D2 ) 3
轴孔处平均挤压应力：
bs
F D(H
2h)
[ bs ]
其中，许用局部挤压应力
2.对于符合曲梁计算条件且需要计算较精确 的吊耳采用曲梁法计算可行。
3.有有限元计算分析能力的要求精确计算的 吊耳优先采用有限元法计算。
在工件上设计吊耳位置的原则：
1、充分考虑构件的重心位置，吊耳在起吊时工件或设备应保持水平， 不应出现倾斜现象。 2、吊耳使用中不允许承受与能够承受载荷方向不符的载荷。 3、吊耳在起吊工件或设备时每条钢绳的受力要尽可能相等。 4、吊耳在起吊工件时钢丝绳和水平面的夹角应不小于60度。 5、吊耳的位置间距不易过大或过小，吊耳间距过小时起吊中工件或设 备容易发生晃动而不稳，吊耳间距过大时或造成钢丝绳和水平面的夹角 过小使钢丝绳受力过大和需要更长的钢丝绳和更高的起吊高度。 6、吊耳在工件上的焊接位置要考虑被起吊工件的局部刚度和强度，不 允许出现在起吊时产生局部的变形和开裂。通常大型和特大型工件焊接 吊耳的对应位置要筋板或隔板，以提高吊耳位置的局部刚度与强度。在 起吊特大型工件和设备时吊耳的位置设计还要充分考虑设备和工件整体 的刚度与强度，避免因起吊造成整体结构的失稳和断裂。
其中 D0 为垫板外径，he 为焊缝计算厚度；
拉应力： l
KFx 0.7D0he
弯曲应力： w
KFy L W1
其中 W1 为焊缝2处截面的抗弯模量，
W1
[(D0 32(D0
2he
)4 D04 2he )
]
焊缝2处合应力：
(l w )2 2 f
与 f f w 比较。
2、应力集中系数法：将受力不均匀 的情况归结为应力集中，推导出下 面的公式 ：
2h)
与 [ ] 比较；
局部压应力： b
D0
KF (H
2h)
与 1.5[ ]比较，
其中D0 为与吊耳孔实际接触的轴或吊索的直径；
吊耳的强度计算
贴板角焊缝校核：
作用在贴板处的载荷： Fh
KF h H 2h
剪应力：
Fh
D1 he
与 f f w 比较，其中he 为焊缝计算厚度，
f f w 为角焊缝的强度设计值；
• 1、安全系数法：由于偏载、受力不均匀等 影响，将吊索的平均拉力乘以一个综合影 响系数，再以该数值按照均匀受载来验算 吊耳的强度。
吊耳的强度计算
安全系数法计算顶板式吊耳：
吊耳受力为F，方向与竖直方向夹角为
吊耳根部弯矩：W K Fx L
其中，K为综合影响系数，取值一般在1.6到2.5范围内，下同，
吊耳的分类
按用途划分可分为设备运输吊耳、设备安装 吊耳和设备厂内工艺过程中起吊用吊耳。 按结构划分一般情况下分为三类：顶部板式 吊耳、侧壁板式吊耳、轴式吊耳。
吊耳的分类
顶部板式吊耳：适用于轻型立式设备的吊装。一般设置在设备顶部的 椭圆形封头、碟形封头、球形或半球形封头以及平封头和锥形封头上， 以2个、3个、4个均布为宜。
吊耳的分类
另外，根据吊耳和设备的连接方法，还可以 分为焊接吊耳、铸造吊耳和插入式圆柱形吊 耳等。
插入式圆柱形吊耳：适用于机器箱体由于位置限制不允许保留吊耳的场合。
吊耳的分类
吊耳形式多种多样，不仅仅限制在这几 种形式，应根据现场情况选取。
吊耳的分类
吊耳的强度计算
• 耳板强度计算方法有安全系数法、应力集 中系数法、曲梁法、有限元法等。
吊耳轴向拉应力： 1
KFx A
其中K为综合影响系数，取值在1.6到2.5范围内，下同，
A为吊耳截面面积，A (D2 d 2 ) 4
弯曲应力： b
KFy L1 W
其中W为吊耳截面抗弯模量，W (D4 d 4 )
32D
吊耳受合应力为： s 1 b 与 [ ] 比较， [ ] s
1.6