50吨多功能设备吊装平衡梁的设计
摘要：本文选用h型钢设计了一种能够吊装多种直径设备的50吨平衡梁，并且经过了tuv公司检测。

本文详述了该平衡梁的设计方法和检测方法。

关键词：吊装平衡梁设计检测
笔者于2011年9月至2012年9月完成了阿布扎比国家石油公司博禄三期设备安装项目。

在工程施工过程中根据现场实际需要，选用h型钢设计了一种能够吊装多种直径设备的平衡梁，并且经过了tuv公司检测。

平衡梁详细信息如表1，该平衡梁可用于吊装直径φ840 ~φ4200mm左右的多种设备，材料为q235-b，许用应力为[σs]=225mpa表1 平衡梁详细信息
形状如图1所示：图1 平衡梁主视图
一、 h钢的选择
拟定吊装设备重量最大50吨，用双分支吊装，平衡梁受力如图2所示。

图2 平衡梁所受拉力图
分支拉力fl 和平衡梁的夹角拟定为: α=550
吊重50吨。

计算吊重 q计 =q×k动
k动=k1×k2=1.2×1.2=1.44
其中 k1为冲击系数，k2为不均匀系数。

故 q计 = 50×1.44=72吨
fv = q计/2 = 72/2 = 36t
fl =（q计/2）×（1/sinα）=36×（1/sin550）=43.95t
fh=fv/ tanα=36/ tan550= 25.21t
σ=[σs]/1.5=225/1.5=150mpa
h钢轴向压应力：
受力如图3所示。

σ1 = fh/a = 25.21×1000×9.8/(150×106）= 16.48cm2
所以选择hw150×150 h钢截面面积39.65×2=
79.3cm2>16.48cm2。

满足要求。

2.吊耳板验算
在断面a1b1处，b =la1b1=35cm，δ=3cm，δ-吊耳厚度
σ1=（q计/2）×（1/bδ）= 36×1000×9.8/（0.35×0.03）pa=33.6mpa
在断面a2b2处，b =la2b2=20cm（偏保守），δ=5cm，d=6cm
σ2=（q计/2）×（1/(b-d）×δ）=36×1000×9.8/[(20-6) ×5×10-4]pa=50.4mpa
在断面a3b3处， d=6cm，δ=5cm，d-吊耳孔直径; δ-吊耳补强板厚度
拉曼公式σ=（fv×1/(d×δ）)×[(4r2 +d2 )/( 4r2 -d2 )] 计算如下：
σ”=（q计/2）×1/(d×δ）= 36×1000×9.8/(6×5×10-4 ) pa=117.6mpa
σ3=σ”×[(4r2 +d2 )/( 4r2 -d2 )] = 117.6×[(4×102 +6 2 )/( 4×102 -62 )]= 140.86mpa
σ1＜ [σ]w
σ2＜ [σ]w
σ3＜ [σ]w
满足要求。

二、焊缝校核
p=(fh×425-fh1×105)/320=96.63t
p1=(fh1×425-fh×105)/320=-34.87t (方向相反)
因为 p1<p,所以只计算p侧.
m= fh×8.5=70.58×1000×9.806×10.5×10-2=72672.23n·m τm=6m/1.4hfl2=6×72672.23/1.4×2×(55-2×2)2×
10-6=59.872 n·m
τcut=p/0.7hfl=96.63×1000×9.806/0.7×2×2×(55-2×2)2×10-4=66.358 n·m
hf-焊缝厚度
l-焊缝长度
满足要求。

三、平衡梁的检测
本平衡梁所使用的现场在阿联酋阿布扎比，必须要有tuv的第三方检测才可以使用，检测方法如下。

1.检测焊缝厚度，通过复核计算结果，得知平衡梁满足现场要求。

2.实际吊装配重测试
测试方法为吊装平衡梁许用重量×1.2的重量，也就是60吨的重量掉10分钟，然后对外观进行检查。

3.对所有焊缝进行磁粉探伤检查。

检测合格后获得tuv检测合格证书，并完成现场70台设备的吊装工作。

参考文献[1] 刘鸿文编，材料力学（第4版）(i、ii)，高等教育出版社，2004作者简介：顾海锋，1981年12月出生于吉林省乾安县，2008年7月毕业于吉林大学机械专业获工学硕士学位。

目前是克拉玛依职业技术学院机械工程系教师。