焊接吊耳的设计计算
焊接吊耳的设计计算及正确使用方法 1.目的 规范工程施工中吊耳的设计和使用,确保吊耳使用安全可靠,保证安全施工。 2.编制依据 《钢结构设计规范》(GB-1986) 3.适用范围 我公司各施工现场因工作需要,需自行设计吊耳的作业。4.一般规定 4.1使用焊接吊耳时,必须经过设计计算。 4.2吊耳孔中心距吊耳边缘的距离不得小于吊耳孔的直径。 4.3吊耳孔应用机械加工,不得用火焊切割。 4.4吊耳板与构件的焊接,必须选择与母材相适应的焊条。 4.5吊耳板与构件的焊接,必须由合格的持证焊工施焊。 4.6吊耳板的厚度应不小于6mm,吊耳孔中心至与构件连接焊缝的距 离为1.5~2D(D为吊耳孔的直径)。 4.7吊耳板与构件连接的焊缝长度和焊缝高度应经过计算,并满足要 求;焊缝高度不得小于6mm。 4.8吊耳板可根据计算或构造要求设置加强板,加强板的厚度应小于 或等于吊耳板的厚度。
5 吊耳计算 5.1拉应力计算 如图所示,拉应力的最不利位置在A-A断面,其强度计算公式为: σ=N/S1σ≤[σ] 式中:σ――拉应力 N――荷载 S1――A-A断面处的截面积 [σ]――钢材允许拉应力 σ单位:N/mm2 δ ≤ 20 δ >20-40 δ >40-50 Q235 170 155 155 Q345 240 230 215 附:钢丝绳6×37-11.0-170-I 它的代表是什么?钢丝绳粗细是多少? 6股,每股37根绞成。外径11毫米。公称抗拉强度每平方毫米170公斤。钢丝的机械性能为I级。
吊装某一构件,重约55KN,现采用6*37钢丝绳作捆绑吊索,其极限抗拉强度为1700N/m㎡,求钢丝绳的直径. 1.捆绑吊索——钢丝绳有2根承重。则单根钢丝绳的载荷是55KN/2=27.5KN 取安全系数为4.5(6)(8)倍时,钢丝绳的最小破断拉力为27.5×4.5(或6)(或8)=123.75KN (或165KN)(或220KN) 经查GB20118-2006,6×37结构的纤维芯钢丝绳的破断拉力换算系数为0.295 则钢丝绳的直径为:D=((123.75×1000)/(0.295×1700))^0.5=15.7mm 同理,可以算出安全系数为6和8时的钢丝绳直径为:18.14和20.9mm 结论:当安全系数取4.5倍时,可采用……其他说明参见 2.根据国标规范6×37的钢丝绳的破断强度是4.5d×d 得出:1700N/m㎡=4.5d×d=19.4mm 得出钢丝绳直径为19.4mm 起重吊运钢丝绳的破断拉力慨约计算公式: 钢丝绳直径(mm)的平方乘以50等于破断拉力(公斤) 此公式二十年前在一本起重机方面的书上学的,工作中运用较方便。对照钢丝绳表查,基本上符合6乘19纤维芯钢丝绳公称抗拉强度1670兆帕的钢丝绳最小破断拉力。 起重吊运用时应将破断拉力除以安全系数6倍等于安全负荷。 圆形钢丝绳直径20mm,公称抗拉强度1700,求最小破断拉力???? 给你说个简单的估算公式:P=50*D*D 式中P---钢丝绳的破断拉力,单位:Kgf;D ---钢丝绳的直径,单位:毫米.适用在钢丝强度为1600-1700MPa的情况下.在吊装作业中,钢丝绳的许用拉力不能等于破断拉力,应低于破断拉力,许用拉力可按下式求得:〔P〕=P/K 式中,:〔P〕---钢丝绳的许用拉力,亦叫安全拉力,单位:Kgf;P---钢丝绳的破断拉力,单位:Kgf;K---安全系数(一般取3-6,特殊情况下,按施技术工要求去执行). 实例:寸绳:直径26-28之间,10倍安全系数可吊3.3T P=26*26*50=33800kg/10=3380kg ≈3.3T P= 10*10*50=5000kg/10=500kg
吊耳强度校核
一、钢材强度设计值确定 查表得:件1抗拉、抗弯强度设计值f 为265MPa ,抗剪强度设计值v f 为155MPa ;件2抗拉、抗弯强度设计值f 为295MPa ,抗剪强度设计值v f 为170MPa 。取材料安全系数为n 为1.5。则: 件1的抗拉、抗弯许用应力为n f = ][σ=176.7MPa ,抗剪许用应力3][v f =τ= 59MPa , 件2的抗拉、抗弯许用应力为n f =][σ=196.7MPa ,抗剪许用应力3 ][v f =τ= 98MPa 。 二、板梁受力分析
图1 板梁受力分析图 如图1所示,每股钢丝绳拉力为F1=F2=F3=F4=G/4cos θ,G 为板梁重量。 三、吊耳加强板之间焊缝强度计算 焊缝面积:h l A w ??=δ2 其中w l 为焊缝计算长度,一般为设计长度减去1cm ,δ为焊缝宽度,h 为焊缝折减系数,角焊缝取h =0.7。 焊缝应力θ δδσcos 1642????=???=?=h l G k h l F k A F k w w ,取起吊时冲击系数k 为2,若计算所得焊缝应力σ<][σ,][τ,则吊耳满足强度要求。 四、危险截面参数的确定 危 险截 面
图2 吊耳危险截面示意图 若吊耳加强板之间焊缝强度满足要求,则可确定吊耳危险截面。如图2所示,吊耳危险面截面参数:S=(106×40+2×60×20)×2=13280mm 2 五、吊耳抗拉、抗剪强度计算 当θ=θmax 时,F=F max ,故吊耳承受最大应力σmax = k ·F max /S= kG/4Scos θ,取起吊时冲击系数k 为2,若吊耳承受最大应力σmax <吊耳许用应力][σ,][τ,则吊耳满足强度要求。 六、吊耳与板梁之间焊缝强度计算 焊缝面积:h l A w ??=δ2 其中w l 为焊缝计算长度,一般为设计长度减去1cm ,δ为焊缝宽度,h 为焊缝折减系数,角焊缝取h =0.7。 焊缝应力θ δδσcos 1642'????=???=?=h l G k h l F k A F k w w ,取起吊时冲击系数k 为2,若计算所得焊缝应力'σ<][σ,][τ,则吊耳满足强度要求。 若吊耳加强板之间焊缝强度、吊耳抗拉、抗剪强度及吊耳与板梁之间焊缝强度均满足强度要求,则可确定该吊耳符合设计。 七、实例计算 1.A 板梁 G A =6.9t ,θA max=arctg(3000/800),则cos θA max =0.2577。 1.1吊耳加强板之间焊缝强度计算 σA =2×6.9×104/16×(3.14×220-1)×12×0.7×0.2577=5.8Mpa <][σ,][τ,故吊耳加强板之间焊缝强度满足要求。
吊装大件吊耳受力计算
一、吊耳的计算 大型设备的吊装方案的安全平稳实现与吊耳结构形式有直接关系。当正确合理的吊装方案确定后,根据起吊设备的结构特点、外形尺寸,设计出结构合理、 利于操作、安全可靠的吊耳是一个很关键的问题。 目前所使用的吊耳主要分两大类:管式吊耳与板式吊耳,其中板式吊耳在电力建设应用很多,下面主要介绍板式吊耳的计算。 板式吊耳的基本形式如下图所示: 板式吊耳 为了增加板式吊耳的承载能力,可以在耳孔处贴上两块补强环(如下图所示),图中的肋板是为了增加板式吊耳的侧向刚度和根部的焊缝长度而设置的。 带有补强环的板式吊耳 板式吊耳的计算方法很多,据笔者统计有近10种之多,下面主要介绍两种,第一种是根据实践经验简化后的计算方法,第二种就是著名的拉曼公式。 1、简化算法
(1)拉应力计算 如上图所示,拉应力的最不利位置在 c - d 断面,其强度计算公式为: 2()P R r 其中:σ—c-d 截面的名义应力, P —吊耳荷载,N [σ]—许用应力,MPa ,一般情况下, 1.5s (2)剪应力计算 如图所示,最大剪应力在 a-b 断面,其强度计算公式为: ()p P A R r 式中:[τ]—许用剪应力,MPa , 3 (3)局部挤压应力计算局部挤压应力最不利位置在吊耳与销轴结合处,其强度计算公式为: c c P d 式中:c :许用挤压应力,MPa , 1.4c 。 (4)焊缝计算: A :当吊耳受拉伸作用,焊缝不开坡口或小坡口,按照角焊缝计算: h h e w k P h l P —焊缝受力, N
k —动载系数,k=1.1, e h —角焊缝的计算厚度,0.7e f h h ,f h 为焊角尺寸,mm ; w l —角焊缝的计算长度,取角焊缝实际长度减去2f h ,mm ; h —角焊缝的抗压、抗拉和抗剪许用应力,2h ,为母材的基本许 用应力。 B :当吊耳受拉伸作用,焊缝开双面坡口,按照对接焊缝计算: (2)h h k P L 式中: k —动载系数,k=1.1; L —焊缝长度,mm ; δ—吊耳板焊接处母材板厚,mm ; h —对接焊缝的纵向抗拉、抗压许用应力,0.8h ,为母材的基本许用应力。 2、拉曼公式 目前,国内很多规范和标准采用了著名的拉曼公式, 现根据《水利水电工程 钢闸门设计规范》(SL74-95)介绍吊耳的计算. (1)吊耳的宽度、厚度与吊耳孔直径的关系(下图),可按下式选用:
作业指导书吊耳强度计算.
1 吊耳设计 1.1水冷壁吊耳设计 根据本期工程的水冷壁吊装样式, 共设计两种水冷壁吊装吊耳形式:第一种吊耳为前墙、侧墙上段带辅射再热器的水冷壁管屏、折焰角组件的吊耳; 第二种吊耳为侧墙上段中后组件、前后墙冷灰斗组件、侧墙下段中间组件等处的吊耳;第三种为其它组件重量在 6吨以下的水冷壁组件、角部管屏及其它小型散件的吊耳。下面分别进行设计计算。 第一种形式吊耳设计: 通过统计此类吊装组件的重量,其中最重件为 30222kg ,依据吊装形式确定,此类组件共设六个吊点 , 其中上方两个吊点为水冷壁的上集箱,下部四个吊点焊接于水冷壁的鳍片上, 每个吊点所受的最大拉力为 10吨,下面按此值进行设计。 考虑吊装时的 1.1倍动载系数,每个吊板的设计受力为: F=1.1×10000/2=5500kgf 通过计算分析,此种形式吊装吊耳采用厚度为δ=8mm钢板,与水冷壁鳍片的焊缝高度为 5mm ,不但减少了与水冷壁的焊接工程量而且其强度满足安全吊装的需要。
B 第二种形式吊耳设计: 通过对此类组件重量的统计,其中最重件为 29700kg ,依据吊装形式确定,此类组件共设四个吊点 , 分别设置在组件的上部和下部,采用在水冷壁鳍片上切割开孔的方法设置吊耳, 下面每个吊点所受的最大拉力为 10吨进行设计。 考虑吊装时的 1.1倍动载系数,每个吊板的设计受力为: F=1.1×10000/2=5500kgf A-A 截面的强度校核:(同第一种 B-O 截面的强度校核:(同第一种 焊缝的强度校核:(反面支撑筋板 τ=11000/(12×0.6×0.7×0.9×8 =303kgf/cm2<[τ] 吊装用销轴强度校核:(同第一种 通过计算分析,此种形式吊装吊耳采用厚度为δ=8mm钢板,与水冷壁鳍片的焊缝高度为 5mm ,不但减少了与水冷壁的焊接工程量而且其强度满足安全吊装的需要。
焊接吊耳的设计计算及正确使用方法
【 焊接吊耳的设计计算及正确使用方法 1.目的 规范工程施工中吊耳的设计和使用,确保吊耳使用安全可靠,保证安全施工。 2.编制依据 《钢结构设计规范》(GB-1986) 3.使用范围 我公司各施工现场因工作需要,需自行设计吊耳的作业。 4.一般规定 、 使用焊接吊耳时,必须经过设计计算。 吊耳孔中心距吊耳边缘的距离不得小于吊耳孔的直径。 吊耳孔应用机械加工,不得用火焊切割。 吊耳板与构件的焊接,必须选择与母材相适应的焊条。 吊耳板与构件的焊接,必须由合格的持证焊工施焊。 吊耳板的厚度应不小于6mm,吊耳孔中心至与构件连接焊缝的距离为(D为吊耳孔的直径)。 吊耳板与构件的连接的焊缝长度和焊缝高度应经过计算,并满足要求:焊缝高度不得小于6mm。 吊耳板可根据计算或构造要求设置加强板,加强板的厚度应小于或等于吊耳板的厚度。 5.;
6.吊耳计算 拉应力计算 如图所示,拉应力的最不利位置在A-A断面,其强度计算公式为:£值: Q235钢板时=mm2 平均值(375-500 N/mm2) Q345钢板时=550 N/mm2 平均值(470-630 N/mm2) £=N/S1 £≤【£】 式中:£——拉应力 ( N——荷载 S1——A-A断面处的截面积 【£】——钢材允许拉应力 剪应力计算 如图所示,剪应力的最不利位置在B-B断面,其强度计算公式:¥值: Q235钢板时=235N/mm2
Q345钢板时=345N/mm2 ¥=N/S2 ¥≤【¥】 ` 式中:¥——剪应力 N——荷载 S1——B-B断面处的截面积 【¥】——钢材允许剪应力 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)¢ F≤【£】 式中:F——局部挤压应力 , N——荷载 t——吊耳厚度 d ——销轴直径 ¢——局部挤压系数 【£】——钢材允许压应力 角焊缝计算 P=N/L*H*K P≤【£1】 式中:P——焊缝应力 ; N——荷载
吊耳计算
[]22 v 22k P R r f d R r σδ+=?≤- (1) 式中: k —动载系数,k=1.1; —板孔壁承压应力,MPa ; P —吊耳板所受外力,N ; δ—板孔壁厚度,mm ; d —板孔孔径,mm ; R —吊耳板外缘有效半径,mm ; r —板孔半径,mm ; []v f —吊耳板材料抗剪强度设计值,N/mm 2; 载荷P=25t 的板式吊耳,材质Q345A 。选择55t 卸扣,卸扣轴直径70mm ,取板孔r=40mm ,R=150mm ,,030mm δ=。Q345A 强度设计值[]v f =180Mpa 。 拉曼公式校核吊耳板孔强度 σ=1.1×25×9800/30×80×(22500+1600)/22500-1600)=129 Mpa <180Mpa 故安全。 a. 当吊耳受拉伸作用,焊缝不开坡口或小坡口时,属于角焊缝焊接,焊缝强度按《钢结构设计规范》中式7.1.3-1校核,即: w f f f e w N f h l σβ=≤? (2) 式中: f σ—垂直于焊缝方向的应力,MPa ; N —焊缝受力, N=kP=1.4P, 其中k=1.4为可变载荷分项系数,N; e h —角焊缝的计算厚度,0.7e f h h =,f h 为焊角尺寸,mm ; w l —角焊缝的计算长度,取角焊缝实际长度减去2f h ,mm ; f β—角焊缝的强度设计增大系数,取 1.0f β=;
w f f —角焊缝的强度设计值,N/mm 2; 抬尾吊耳在受力最大时为拉伸状态,按吊耳受拉伸校核焊缝强度。 由式(2)按角焊缝校核 f =1.4×25×98000/0.7×10(600-2×10)1.22×2=34.6MPa <180Mpa
吊耳强度计算书
计算结论 1.原始数据: 1.1 最大起吊重量:4780kg 1.2 吊耳数量和分布:2只对称分布 1.3 吊耳尺寸及焊接方式,见图1 1.4 吊耳材质:20钢 1.5 吊耳的抗拉强度:σb=410Mpa 2. 计算公式 2.1 吊耳的允许负荷计算公式: (1) 式中: P 吊耳允许负荷(N) D 起重量(包括工艺加强材料)(N) C 不均匀受力系数 C=1.5~2 n 同时受力的吊耳数,n=2 2.2 吊耳的强度校验公式 2.2.1正应力 (2) 2.2.2切应力 (3) 式中: 垂直于P力方向的最小截面积(毫米2) 平行于P力方向的最小截面积(毫米2) [] 材料许用正应力, 1.吊耳强度 吊耳正应力: σ=17.6Mpa﹤ [σ]=108.3Mpa 吊耳切应力: τ=9.4Mpa﹤ [τ]=65Mpa 所以吊耳强度满 足要求。 2.吊耳焊缝强度 τh=16.8Mpa﹤ [τh]=73.8Mpa 所以,吊耳焊缝 强度满足要求。 结论
(牛/毫米2 ,即兆帕),[]=325/3Mpa=108.3Mpa [τ]-材料的许用切应力, =65(Mpa) K 安全系数,一般取K=2.5~3.0 钢材的屈服极限,按选用的钢材厚度取值。 计算 0钢δ>16~25mm, =325Mpa; 2.3 吊耳的焊缝强度计算公式 本结构中:a)吊耳底面(如图1所示,110mm焊接面)焊接于井座配对法兰之上,焊接时不开坡口;同时b)吊耳侧面(如图1所示,150mm焊接面)焊接于侧板(扬水管)上,焊接时不开坡口。我们只按a)情况进行计算。公式如下: (5) 式中:D-作用于吊耳上的垂直拉力(N); a- 焊缝宽度尺寸,如图2所示, ∑l-焊缝总长度,mm [τh]-焊缝许用切应力(N/mm2),[τh]=0.18σb=73.8Mpa 3. 计算 3.1吊耳的允许负荷计算 将D=4780×9.81N=46892N,C=1.5.N=2代入公式 (1)
吊耳受力及强度验算
1. 吊耳受力及强度验算 油醇分离器均无吊耳如用捆绑方法吊装,吊装难度大、费时、费工,且不经济。现用60mm厚的钢板组焊吊耳,用8根设备大盖螺栓固定在顶端筒部上。现根据设备装配图。进行吊耳受力及强度验算。 1.1受力验算 1.1.1设备重量 P'=Q'-Q1-Q2-Q3-Q4=106.7-0.338-23.023-2.351-0.326=80.662t Q'——厂方给定设备重量Q'=106.7t Q1——油罐环重Q1=0.338t Q2——大盖重Q2=23.023t Q3——主螺柱Q3=2.351t Q4——主螺母Q4=0.326t 1.1.2 计算重量 P=(P'+g)*K*K1 =(80.662+2.5)×1.1×1.1=106.3t g——索具重g=2.5t K——动载系数取K=1.1 K1——不均衡系数取K1=1.1 1.1.3 吊装时每根螺栓受力 P1=P/n=106.3/8=13.29t n——吊装时使用螺栓根数n=8根 1.1.4 按设计压力推算每根螺栓受力 设备设计压力N=16Mpa,设备大盖受压面直径d2=22cm 大盖螺栓36根,螺栓最小断面d1=9.7cm P2=(πd2/4*N)÷36=(π*2202/4×160)÷36=168947Kg 按设计压力推算每根螺栓受力168.947t,大于吊装时每根螺栓受力13.29t,安全。 2. 螺栓抗剪验算 2.1 每根螺栓永受剪力 σ=50/8=6.25t 2.2 每根螺栓断面积 F=πd2/4=π*9.72/4=73.898cm2
2.3 螺栓剪应力 τ=σ/F=6250÷73.898=84.6Kg/cm2安全 3. 吊耳强度验算 3.1 吊耳受力 吊装时使用4个吊耳。 P"=P/4=106.3÷4=26.6t 3.2 3-4断面 σ=〔P"(4R2+d2)〕÷〔δ*d(4R2-d2)〕=〔26600×(4×152+10.82)〕÷〔6×10.8×(4×152-10.82)〕=533Kg/cm2 3.3 1-1 断面 σ1= P"/〔(20-10.8)×6〕=26600÷〔(20-10.8)×6〕=481Kg/cm2 3.4 耳板弯矩 M=P*L/4=26600×44.28÷4=294462Kg·cm 3.5 吊耳断面系数 ψ=6×43.52÷6=1892cm2 3.6 弯应力 σ=M/ψ=294462÷1892=155 Kg/cm2 3.7 耳板许用应力 耳板杆质A3钢板厚60mm,属第三组,其屈服限σs=2200 Kg/cm2,取安全系数n=1.8 〔σ〕=σs/n=2200÷1.8=1222 Kg/cm2 〔σ〕>σ安全 4. 耳板焊缝受力及强度验算 4.1 支点受力(焊缝受力) N'= P''/2=26.6÷2=13.3t 4.2 焊缝弯矩 M= N'×12=13300×12=159600 Kg·cm 4.3 断面积 F=2×0.7×h×L=2×0.7×1×43.5=60.9cm2 h ——焊缝高h=10mm L ——焊缝长L=435mm
AXB型吊耳强度计算
AXC型吊耳强度计算 Strength calculation for AXB-type lifting lug 计算依据HG21574 Calculation as per HG21574 Type of lifting lug AXC- 25 400 Material of lifting lug ----- Q235-A/20 check calculation Permissible stress for tubular axis and inner rib material[σ1]130 MPa Permissible shear stress for tubular axis and inner rib material [τ1]91 Permissible stress for the material of pad and shell [σ2]113 MPa Permissible shear stress for material of pad and shell [τ2]79.1 Factor of fillet weldυa 0.7 - Dynamic-load complex factor K 2 - Total weight of equipment Q 42108 kg No. of lifting lug 2 个(pcs.) Maximum lifting a 15 度(degree) Design load of each lifting lug Q0413079.48 N Maximum load in vertical direction P V P V = Q0413079.48 N Maximum load in horizontal direction P H P H = P V x tan α110684.3131 N Outer diameter (O.D.) of tubular axis 426 mm Inner diameter (I.D.) of tubular axis d2390 mm Thickness of rib b 75 mm Height of rib h 341 mm Diameter of lifting rope d 40 mm Cylinder number of lifting rope n 5 (circles) Tubular axis equivalent length H 108.75 mm Tubular axis equivalent outer diameter e 469.5 mm Rib “#”I = π 64(d1 4– d 2 4) + b 3h 12+ bh3 12493759624.2 mm 4 Section modulus of tubular axis W = I d1*******.151 mm 3 Dangerous cross-section bending moment of tubular axis M = P V x H - P H x e 218939250.96 N.mm Bending stress σM = M W16.34017954 MPa Sum of tube and rib basal area (For “#”) F = π 4(d1 2– d 2 2) + 2bh – b226915.85645 N Cross section tensile stress σt = P H F 4.112234485 MPa Combined stress of bending and tensile stress σ=σt +σM20.45241402 MPa Check result σ≤[σ],满足(OK) Shear stress τ= P H F 4.112234485 MPa Check result τ≤[τ],满足(OK) Height of fillet weld 18 mm