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1、浅述滑车组吊装技术 一、前言大型构件和设备安装技术,是建设工程重要的技术组成部分。起重吊装技术是大件安装技术的主要内容,它是人类在广泛生产活动的基础上形成的,并在人们反复实践认识的基础上发展完善起来的。现代工业技术的发展,促使大件安装水平飞跃,形成当今种类繁杂、手段先进、装备强大的一门专业学科。大型构件和设备安装技术分为整体吊装、综合整体吊装和散件吊装三种情况。整体吊装的优势在于提高工件的工厂化制造程度、有利于产品的质量控制、减少高空作业量、缩短施工现场的安装工期以及减少工程造价等,整体安装代表了大件安装的一个发展方向。当今的大件安装技术是以确保安全作业为前提,以解决高、重、大、精、尖、特、新
2、等吊装难题为目的,有机结合了材料科学、经典力学、计算机控制技术、液压技术、机械工艺学等多门学科而形成的实用专业技术。将来,大件安装行业会不断遇到新课题,仅仅依靠现有的技术还不能满足发展的需要,要求不断革新工艺,技术创新,推动施工技术进步,更好地为建设工程服务。滑车组吊装技术广泛地应用在各个施工领域,动滑轮能减少牵引力,不能改变拉力方向,定滑轮能改变方向,但不能减少牵引力,滑轮组则及能减少牵引力,又能改变拉力方向,吊装作业中,多使用各式滑轮组,以便以较少的牵引力吊装重量较大的设备,例如,2000年,淮化1830改扩建工程合成、气化装置中的合成塔(180吨)和三台气化炉(86吨)的吊装,采用大型滑
3、车组利用50米和39米的混凝土框架,2005年宁夏捷美集团银川项目化肥扩能改造合成氨装置CO2再生塔、CO2闪蒸槽,采用用200t/56m双桅杆抬吊,吊装滑车组选用250t、200t的铜套滑车,9轮在下,8轮在上与桅杆上部滑轮箱组成9*10的滑车组,双出头,地面经过3个导向,完成吊装任务。论文的目的,全面阐述滑车组使用的吊装技术,从钢丝绳、滑车、卷扬机、锚点的选用及计算出发,说明了当今滑车组的吊装技术,该计算理论依据实践性很强,多年的实践证明,该技术能指导现场的施工,这次以论文的形式进行总结,供爱好钻研这门吊装技术的工程技术人员借鉴,同时希望共同探讨及批评指正。 二、滑车组吊装技术的基本要点(
4、一)、钢丝绳的选用与计算 钢丝绳有抗拉强度高、弹性大、挠性好、耐磨损、寿命长、价格适中等诸多优点,故用得非常广泛。视组成钢丝绳股数和钢丝数目的多少、捻制方法的差异及有无麻芯等,把钢丝绳分成十余种。设备吊装中一般只使用其中由6股组成的3种。1、设备吊装用钢丝绳的种类和用途 设备吊装中常用由1根麻芯和6股钢丝组成的3种钢丝绳,以619+1、637+1和661+1表示其组成,其中6表示为6股、1表示有1根麻芯,而19、37、61则表示每股内的钢丝数。以同直径者相比较,钢丝多且细,则绳的挠性好,而耐磨性则稍差。 此3种钢丝绳的用途和标记举例:(1)、619钢丝绳:作拉索、缆风绳及在其他少弯曲、受磨损时
5、采用;(2)、637钢丝绳:宜用于滑车组及其他呈弯曲时采用;(3)、661钢丝绳:用于滑车组,制作吊索、起吊绑绳和重型起重机械。 标记举例(GBll0274),标记简化如下: 钢丝绳619151700表示6股,每股19丝,钢丝绳直径5mm,钢丝绳抗拉强为1700MPa。2、钢丝绳的规格(略)3、钢丝绳的许用拉力 钢丝绳的许用拉力可按式(1-1)计算 (1-1)式中 T钢丝绳的破断拉力,N; K钢丝绳的安全系数,按表1-6选用。 如钢丝绳的规格表中给出钢丝破断拉力总和时,应先求钢丝绳破断拉力,再计算钢丝绳的许用拉力,即: 钢丝绳破断拉力=换算系数钢丝破断拉力总和 按GB110274标准,换算系数
6、c值为:619钢丝绳 c=085 637钢丝绳 c=082661钢丝绳 c=0801-6 钢丝绳安全系数起重机类型特性和使用范围最小安全系数 桅杆式起重机、自行式起重机及其他类型的起重机和卷扬机 手传动4.5机械传动 轻型 中型 重型55.56 10kN以下手动卷扬机4 缆索式起重机 承担重量的钢丝绳35各种用途的钢丝绳运输热金属、易燃物、易爆物捆绑设备缆风绳千斤绳(绳扣)6636104、旧钢丝绳的折减使用和报废 久用后的钢丝绳会出现磨损、锈蚀和断丝,使其破断拉力明显减小,但一般还可折减使用,如损坏严重时必须报废。(1)、折减按钢丝绳的断丝数,从表1-7中查得折减系数,对其破断力进行折减,若钢
7、丝绳表面又有磨损,则按表1-8对折减系数向更小方向修正。表1-7 钢丝绳断丝的折减系数(一个节距内)钢丝绳破断力的折减系数钢丝绳的股丝数619十1637+1661+1捻 绕 方 式交 捻顺 捻交 捻顺 捻交 捻顺 捻0.950.900.830.800510141717357881119283333691416161819404343914202121注:一个节距的含义如多头螺纹的导程。表1-8 钢丝绳表面磨损时折减系数的修正系数钢丝表面磨损占直径的分数101520253030以上修正系数0.80.70.650.550.500注:表中磨损比率按单根钢丝或整根钢丝绳计算均可。(2)、报废如钢丝绳有
8、断股、锈蚀严重、断丝和磨损超过标准、受热退火和发生各种严重变形时,钢丝绳应报废。按国家规范规定,在一个节距内断丝根数达到表19所列根数时,钢丝绳即应报废。表1-9 钢丝绳在一个节距内断丝的报废标准强度安全系数钢丝绳结构619+1637+1661+1交 捻顺 捻交 捻顺 捻交 捻顺 捻71214166782226301113153638401819205、钢丝绳附件在使用钢丝绳时常需用套环和绳卡作为附件。钢丝绳用套环有型钢套环、普通套环和重型套环3种,市场均有售,使用时,钢丝绳的一端嵌在套环的凹槽中,形成环状,用以保护钢丝绳承载时免受损伤;绳夹供固定钢丝绳末端时卡接之用,用时把绳端弯成圆环状以后
9、,在并列压紧的状态下,以箍卡的方式连接起来,承受拉力,其连接强度应大于该钢丝绳的许用拉力,虽然绳夹有数种结构形式,但最常用的是标准绳夹,即GB5976-86型。常用于缆风绳、吊索等固定端的连接上,一般与套环一起使用。6、吊索 吊索又称千斤绳、绳扣,用其挂在起重机吊钩上或悬挂于滑车组的下滑车上,吊装设备等重物。吊索用钢丝绳制成。吊索用钢丝绳制作,其端头以插接法制成封闭形式的万能吊索和两端成环状的轻便吊索,如图13所示。其插接长度,约等于20-30倍钢丝绳直径,而长度应根据吊装需要而定,其规格参见表1-15和表1-16。轻便吊索的环内可装上套环,也可不装套环。 (二)、滑车与滑车组的基本技术 滑车
10、与滑车组是一种重要的吊装工具,在设备吊装中用得非常广泛。1、滑车类型及作用 按滑车头部结构形式可分为吊钩型、链环型、吊环型和吊梁型;按滑车的轮数可分为单轮滑车、双轮滑车和多轮滑车,其中单轮滑车有闭口和开口两种。 滑车有HQ系列(ZBJ8000887)、HY系列林业滑车和H系列(JBl20471),设备吊装用HQ系列和H系列。 使用滑车的目的一是承受吊装力和牵引力,二是改变牵引绳索的方向。 滑车一般用于做定滑车、动滑车、导向滑车、平衡滑车等,也常由两个滑车组成滑车组。2、HQ系列起重滑车(ZBJ8000887)(1)、起重滑车规格系列(表1-19,表1-20)表1-19 HQ系列起重滑车(ZBJ
11、80008-87)(2)、滑车标记形式及代号(3)、HQ系列起重滑车规格和性能3、HY系列起重滑车(ZBJ80008-87)4、H系列起重滑车(JBl20471) H系列滑车起重量系列符合起重机械起重量系列国家标准GB78365。(1)、滑车的规格系列本系列有14种起重量,11种滑轮配成17个品种103个规格,参见表1-23。表1-23 H系列起重滑车轮槽底径mm额定起重量t0.512358101620325080100140钢丝绳直径范围mm滑 轮 数 量70125.77.7851237.71111512341114135123412.515.51651234515.518.51852346
12、17202101352023.5245124623.525280235726.528320146830.532.536012356832.535(2)、滑车标记型式及代号附表:型式代号型 式开口吊钩链环吊环吊梁桃式开口闭口代 号KCLDWKB不加K5、滑车的用途和计算滑车按其用途和装设目的有定滑车、动滑车和导向滑车3种。(1)、定滑车定滑车安装在固定处,其滑轮只转动不位移,故只能改变力的方向,而力的大小不变,绳索的速度不变,如图1-40,定滑车一般用其做平衡滑车和导向滑车。考虑转动摩擦力其拉力户略有增加,即:图1-4 滑车计算简图 (1-2)式中 Q重物重力,kN; 单滑车效率,其值: 用于钢丝绳:=0.940.98; 用于棕绳:=0.800.94。(2)、动滑车 动滑车随吊物同步移动,按其装设目的有省力动滑车图1-4b和增速动滑车图1-4c两种。如不计摩阻力,单轮可省力一半,即:而增速动滑车可使重物运动速度较滑车高1倍。(3)、导向滑车 其实,导向滑车是定滑车的用途之一,只起改变受力方向的作用,图1-4d。导向滑车的受力大小,取决于进绳和出绳方位间夹角的大小,夹角愈大则受力愈小,即: