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设计系列之——请你说下那处最弱?

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发表于 2016-8-27 10:52:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

上次侃了个承重一百吨的超负载试验的料槽故事,又想起了几年前玩的一个吊梁设计活。虽然东西比较简单,但这个吊梁可比料槽的外部环境更恶劣,承重更大。当然,两者的受力环境条件是不一样的。它是为了解决大模锭的吊运但一台天车起吊重量不足而设计的,吊运时利用两台天车同步运行,吊运高温钢坯用的。
下面开吹,再不吹吹,可要将此事忘记了。因为时间是把杀猪刀哪,它能削平一切。呵呵。

X工,说说这个东西哪个地方最薄弱?安全系数是多少?这俺得明白哪,哈哈”甲方主管设备的厂领导脸上笑嘻嘻的,打着哈哈,再顺手丢了颗烟过来,对着俺说道。
“整个吊梁,现在是钢绳处最弱,只有四倍多点的安全系数。别的地方最少也超过了六倍”俺手指着摊在桌子上的图纸上的相关位置,口中不停地解说着。哈,这点自信还是有的,因为这么大的东西,不毛估算一下,可真的不敢下图。
“行了,明白了。对了,让那个做钢绳索具的厂家弄个保证书,每根索一定得满足这个起重要求,交货时也一并带来。快安排生产吧,这边急着呢。”主管领导发话说。

甲方新上了一个大的真空模锭铸,为了节约能源,准备采用高温热送到使用单位。为此得在红热状态的高温坯从真空罐中连坯带钢锭模地起吊上来。而后将红坯从钢模中脱出后直接夹送到保温车中运送到使用单位再锻打。
说说是简单,问题是高温坯及模锭自重得一百几十吨,而模锭和坯料均位于深埋在地下的真空罐中。而车间现场的天车每架起重量只有九十吨。完全不能满足起重要求。乍办呢?
为此甲方决定采用两架九十吨天车同时抬吊起钢锭模及高温坯的工艺手段。因此必须设计两架天车能同时起吊工件的吊梁。
凭着曾经修理过几架几十吨小吊梁的业绩以及一些别的项目的业绩,甲方委托俺们给设计一下这个吊梁。

设计吧,让甲方提供现场的天车的工艺参数及结构上的一些数据,比如吊钩大小尺寸,起升高度什么的,钢锭模,红坯等起重量,还有两架天车间的最小间距。再让提供钢模的起重吊耳尺寸间距等等,真空罐尺寸因为也是俺们厂子早先给改造的,所以有结构尺寸数据。

设计吧,先得弄个方案出来看看。
将设计手册和起重机械吊具索具的安全规程也取出来,先得根据使用情况及要求决定安全系数哪。
根据机构利用等级,载荷情况和使用情况,再考虑到吊梁自重,综合后准备选用机构工作级别为M6,也即最低安全系数不小于6。假如按手册上推荐得按M7M8级的,但问题是,安全系数高了,吊具自重就大,假如总重量超过了两台天车的最大载荷,也不太好哪。
整个结构就按这个开始设计选取吧。
整个吊具机构采用一根主大梁,梁两端各是设置一个主吊环可分别被两台天车吊钩起吊。主吊环间距得考虑到两台天车在运行中的最小间距。防止天车在运行时的干涉。主梁中间设置两组可起吊用的高强度耐热合金钢组合环链,其中主环极限载荷一百吨,环链单根极限载荷五十五吨。
主梁的最经济梁高翼板,各个位置的轴,组合环链的选取,被天车吊钩所勾的主吊环。零件没几个,但各个重要位置的抗剪,抗挤,抗弯,抗拉。。。多得估算一下。图纸没几张,计算却占了大头。当然大梁的挠度也得在允许范围内。假如不毛估估算一下,心中没底,害怕哪。

终于,将方案弄好了。相互交流后准备正式实施时。却发现甲方因为时间比较急,高强度耐热合金钢的组合环链的供货时间无法满足要求。这样就瞎扯了。。。。
只能改临时方案了。
改成钢绳结构吧。两组钢绳,上部与主梁中上绳环连接,下部与设计的吊环上的下绳环连接。绳环考虑钢绳的允许最小曲率,钢绳长度必须等长扣压,防止由于钢绳子长度不一样而引起重物偏载。为了扣压的安全性,多增加一道扣压,让首尾两接头相互成90度扣压。。。
选取设计手册上常用的最大的一档钢绳,采用6X37类,钢绳公称直径为六十五毫米。考虑到扣压接头,选取合适的公称抗拉强度为1770MPa,但这样最大安全系数也只有四倍多。。。乍办?大的钢绳肯定有,但一时难找,时间紧哪。
再讨论商议吧。
考虑到此吊梁工作时间为一周只有一次到二次,每次吊运时间仅十分钟左右。虽然安全系数根据推荐值偏低,但仍可使用。让每次工作前多作检查吧。因为时间来不及。
要不再考虑现在采用的钢绳方案为临时应急方案?在吊梁设计时保留将来更换成组成环链的结构。
就这么办吧。

在制造中,因为考虑到要安装钢绳结构和环链结构。主梁局部位置有了改动,安全系数局部只有达到五倍。这不行,虽然现在安全系数最小处是钢绳,但别的区域一定都得超过六倍,所以临时局部再更改加强到六倍以上。

终于,交货要使用了。

在家吃晚饭时,突然手机响了。
看了下来电显示,立即紧张起来。。。
乍了?对方是谁?为何要紧张?

手机上显示是甲方现场设备管理人员的名字。
平时一般不会在下班后电话的。最可怕的是今天晚上可是吊梁在试用。。。
发生情况了?啥情况?接还是不接?
心中顿时紧张起来,面色明显凝重。
实际上手机铃声也就响几秒后,但心中多感觉时间凝固着。
将手机打开,刚“喂”的一声,只听对方一阵急促的语速直扑而来,刚开始根本没听出是啥意思。
“什么事,什么事。慢点慢点说。”俺也有点焦急地说,
“。。。。。。”说了一大通,终于搞清了,是现场钢绳到不了位,也就是钢绳进不到上绳轮中的槽中去。让最好派员去一下。
唉,吓了一大跳。没事,让现场经理去一下吧。谁让他家离甲方企业近呢。看下到底是啥情况。

隔天上班后再详细询问了下,原来天车在现场起升安放在承放架上的吊梁时,六十五毫米粗的钢绳无法正确滑入上绳环的槽中,老是进入轮边上的空间中。现场设备人员因为迟迟不能将钢绳正确送入上绳环,有点恼了。反正平时也熟悉,所以打个电话抱怨一下。让整改结构。

还好,还好是一场虚惊,被吓了一大跳。
这事好解决,因为这是由于机构上要同时考虑安装钢绳和环链引起的考虑不周现象。没事,只要在上绳环边上加个带倾斜面的挡边就能解决了。这样让钢绳在主梁上升时可以自动滑入绳环的沟槽中。再说现场设备人员也不知道设计人员在设备上留有了后续手段,只看现象是由于上滑轮边上留有了空间,从而引起钢绳不能正确进入沟槽。
整改吧。

使用一段时间后,电话又来了。这次是主管天车的安全员电话,询问整个吊梁的自重及坯料及钢模重。也就是天车最大的起重量,因为现在天车起重量是在超与不超起重机最大负载的临界点上。他得写个报告给公司。毕竟天车属于特种设备。作为安全员他有责任的。

安全第一,还是安全第一,永远是安全第一。

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发表于 2016-8-27 11:31:19 | 显示全部楼层
安全第一,安全第一,安全第一
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发表于 2016-8-27 12:49:23 | 显示全部楼层
大侠,您抗弯材料力学的抗弯模量计算么?材料的需用应力您怎么选的啊,我没找到,一般只找到抗拉了

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材料的抗弯许用应力没找到  发表于 2016-8-27 17:22
继续看书,  发表于 2016-8-27 16:22
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发表于 2016-8-27 14:00:34 | 显示全部楼层
写的好,哈,大东西难玩,无论是安装吊装,还是最终试车,很难,压力很大,不玩大东西的难以体会那种心理压力,某飞机从甲板上滑行起飞的一瞬间,玩这东西的哥们没了,哈哈,俺说,你不理解那种心理压力,

另外,吊装大件,很危险,西北某处吊装风电设备,连现场观战的领导,处长都被砸死了,就是没有这类常识,这东西很危险的,

点评

俺记得第一次玩小的吊,正式上线一个星期后才心稳定的。而且明知安全系数是多大。的确没经历的家伙是没法理解的。  发表于 2016-8-27 16:22
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发表于 2016-8-30 10:48:08 | 显示全部楼层
我一个小画图工,每次发图纸出去心里都有点紧张。。总是怕图纸又弄错。
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发表于 2016-9-1 16:22:55 | 显示全部楼层
还好,我们玩的东西,基本伤不到人
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发表于 2017-2-21 16:36:58 | 显示全部楼层
再温习一遍,看的手心都出汗了
没玩过大东西,小心脏有点受不了
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发表于 2017-2-21 22:19:29 | 显示全部楼层
听说过压缩机里有东西飞出来,打到人以后,基本分辨不出来到底是人还是一堆肉。
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