一種便捷的風塔筒體吊運工裝設計

陳小賓， 沈根平

（1.江蘇省江陰綺星科技有限公司，江蘇江陰214400；2.江蘇省江陰中等專業(yè)學校，江蘇江陰214400）

一種便捷的風塔筒體吊運工裝設計

陳小賓， 沈根平

（1.江蘇省江陰綺星科技有限公司，江蘇江陰214400；2.江蘇省江陰中等專業(yè)學校，江蘇江陰214400）

隨著風力發(fā)電塔的研發(fā)進程不斷加快，許多新工藝、新方法得到了廣泛的應用。文中從風塔生產(chǎn)中塔筒吊運達到更便捷、更安全的效果出發(fā)，在企業(yè)的項目改造時對吊運工裝提出了一些改進設計，以供同行參考。

筒體；步驟；配重；圓管梁

0 引言

風塔塔筒是大型鋼結構件，設計工藝要參照國內外風電塔塔筒結構的行業(yè)標準、國家強制的標準規(guī)范等，塔筒吊運要做到安全和便捷，從起吊、定位、調整、固定方面考慮，結構簡單和節(jié)約成本是出發(fā)點。

1 塔筒簡易吊運工裝

1.1 方案提出

單節(jié)塔筒筒體的吊運要求起重工作人員有一定的專業(yè)知識和實際操作經(jīng)驗，采用傳統(tǒng)的鋼絲繩和尼龍繩配合吊鉤進行吊運（圖1所示）。其缺點是容易造成繩索的損傷而頻繁地更換，工作步驟較多和花費時間較長。為簡化操作步驟，降低成本，確保安全、提高工作效率，需研制一種適合塔筒吊運的簡易工裝。

圖1 傳統(tǒng)的吊運

根據(jù)單節(jié)塔筒的形狀和大小，最簡單的方法就是一步插入即可吊運，吊運到位置后還能直接脫離，這樣就大大地降低了起重成本。經(jīng)過分析，提出了如圖2所示的方案。

圖2 改進后的吊運方案

1.2 設計過程

根據(jù)塔節(jié)的分布情況，結合常用風塔塔筒的規(guī)格，一般單節(jié)塔筒的長度不超過3 m，單節(jié)塔筒的重量在15 t以內，因此工裝吊運設計的技術參數(shù)要滿足單節(jié)塔筒3 m和重量在15 t的要求。

1.2.1 參數(shù)的確定

圖3

如圖3所示，單節(jié)塔筒的長度以3 m計算，設計的塔筒重心距封板件3在1 600mm以內就可以確保筒體吊運時不會向開口處滑出。

根據(jù)單節(jié)塔筒的重量，從材料成本方面考慮，選用普通材料Q235B，屈服強度為σs＝235 N/mm2，即24 kg· mm-2。使用安全系數(shù)為n＝1.5，則許用應力為：［σ］＝σs/n＝24/1.5＝16 kg·mm-2。

考慮到塔筒是卷圓的，因此選用圓管做吊梁，可以避免塔筒內壁劃傷，梁1和梁2選用同規(guī)格的圓管，這樣兩者的受力情況相似。

1.2.2 吊運工裝受力分析

1）根據(jù)圖3中梁1的受力，計算梁1的截面系數(shù)Wx，選用相符的圓管做梁。梁1受力簡圖見圖4所示。

圖4 梁1受力簡圖

所以選用圓管的截面系數(shù)Wx應大于1 500 000 mm3。

故選用圓管φ325 mm×23 mm進行計算：

因此，該規(guī)格圓管φ325 mm×23mm滿足要求。

2）根據(jù)選用圓鋼管梁的規(guī)格，計算圖3中梁2的受力是否超出許用應力［σ］。梁2的受力簡圖如圖5所示。

選用圓管φ325 mm×23 mm后，計算工裝成本的自重為G0＝1 500 kg。

圖5 梁2受力簡圖

這與設計許用應力非常接近，因此梁2可正常工作。

3）計算梁1在受力下的撓度為 ymax，工作時的受力簡圖如圖6所示。

圖6 梁1受力簡圖

鋼的彈性模量E鋼=2×106kg·cm-2，圓鋼的慣性矩

當X=0時，撓度

當?shù)踹\重量為15 t的單節(jié)塔筒時，端部發(fā)生的撓度變形最大為8.7 mm，即工裝開口變大，小于20 mm就可以滿足使用要求。另外，為了使吊裝更安全，在結構上加裝配重，使筒體在吊運中向工裝封閉處略微傾斜，同時加裝了停放用的支撐。

2 結 語

試驗及實際應用的效果已達到了預期目標，該簡易吊運工裝成本不高、制作簡單，既保證了吊運，又大大節(jié)約了工時，為企業(yè)創(chuàng)造了效益，值得推廣。

［1］ 陳宏鈞.實用加工工藝人員手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

［2］ 中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 50017-2003鋼結構設計規(guī)范［S］.北京：中國標準出版社，2003.

（編輯立 明）

TM 315

B

1002－2333（2014）05－0248－02

陳小賓（1978—），男，助理工程師，從事車間生產(chǎn)調度工作。

2014-03-03