新型大吨位反应器翻身吊具结构改进设计
作者：于海涛 刘彦培
来源：《机电信息》 2015年第24期
于海涛刘彦培
（巨力索具股份有限公司技术中心，河北保定072550）
摘要：指出了大型反应器、压力容器翻身过程中原使用吊具存在的问题，通过增加特制自润滑滑轮，使得翻身时绳圈与压力容器吊轴的相对位置不动，并以渐开线轨迹旋转，避免了绳与轴的摩擦，提高了索具的安全性，延长了其使用寿命。 关键词：反应器；翻身；无接头绳圈；磨损
1原有吊具存在的问题
在大型反应器、压力容器翻身过程中使用的吊具，通常由上索具、上卸扣、梁体、下卸扣、下索具几部分构成，如图1所示。其翻身过程如图2所示。
无接头绳圈直接挂接到卸扣上，卸扣弧形接触面半径小于绳的最小弯曲半径，会造成绳圈死弯，无法恢复，且翻身过程中绳与压力容器吊轴之间产生摩擦，易造成绳圈磨损和断丝等现象，使绳圈寿命大大缩短；而在未达到报废期间，为保证绳圈的安全性，需要每次吊装前做拉力试验，以验证其安全性，这就造成了很大的浪费。 为解决这一系列问题，需研制一种无摩擦、索具大弯曲半径结构的新型吊具。
2新型吊具方案改进设计
为达到绳圈与压力容器之间不磨损的目的，第一，需要绳圈在压力容器吊轴位置以渐开线方式旋转，使绳与吊轴不产生摩擦；第二，需要增大卸扣位置的弯曲半径，且可以与下部吊轴位置同步转动。
以中核五建公司1200tEO反应器吊具为例，原方案为上部为WJT208型无接头绳圈，直径208mm，对折使用，卸扣选用S�BX800T，为800t卸扣，卸扣弓形本体圆钢截面直径为207mm，弯曲半径仅103.5mm，而钢丝绳圈的最小弯曲半径为绳径的1.5倍，即：
R=1.5d=1.5×208=312mm
800t卸扣接触截面的弯曲半径要比其需求小得多，绳圈必定会产生死弯。
下部绳圈和尾部绳圈直径276mm，更不能满足弯曲半径的要求。
为加大绳圈的弯曲半径，可以增大梁体端部吊轴的直径，此时需要将轴的直径增加到两倍绳圈弯曲半径：
D=2R=312×2=624mm
但是这样就会产生两个问题：（1）梁体由于吊轴直径增加，自重会加重；（2）吊轴加粗后，梁体端部穿轴孔增大，耳板外缘半径就会增加，这样梁体的整体尺寸会变得非常大，在造成梁体重量增加的同时，大耳板与细管梁焊接稳定性也会相对降低。
考虑起重机上与钢丝绳配合使用的滑车结构，滑轮与轴分体设计，耳板尺寸可大大缩小，因此采用滑轮结构更合理。
现对梁体进行改进，如图3所示，将上下卸扣全部去掉，在梁体支撑管中心线上增加槽径600mm的滑轮，这样其弯曲半径达到300mm，并采用高强度绳圈，其直径可以缩小到168mm，最小弯曲半径缩小到：
R=1.5d=1.5×168=252mm
满足绳圈使用要求。
梁体下部槽径800mm，并使用高强度绳圈，直径缩小到210mm，最小弯曲半径缩小到：
R=1.5d=1.5×210=315mm
满足绳圈使用要求。
滑轮安装到梁体端部两块耳板之间，耳板与梁体中间管梁通过隔板焊接在一起，耳板间隙过大会降低稳定性，因此需缩小其间隙，考虑滑轮为非高速转动，所以选用自润滑轴承更利于结构的合理性。
自润滑轴承为铜基复合轴承，轴承与滑轮轴之间的摩擦系数μ≤0.03，而绳与压力容器吊轴之间的摩擦系数为钢对钢无润滑摩擦，并且吊轴为非加工面，钢丝绳与吊轴接触面位置为丝与轴接触，为线接触，绳对轴表面造成线压溃，因此它们之间的摩擦系数高于钢对钢干摩擦，即μ≥0.15，所以在翻身时，绳圈与压力容器吊轴的相对位置不动，并以渐开线轨迹旋转，梁体下部滑轮转动，避免了绳与轴的摩擦，提高了索具的安全性，延长了其使用寿命。
尾部索具吊装时不需要转动，因此不会产生摩擦，考虑制作一件大直径钢丝绳套环。而这种大吨位绳圈自重很大，人操作非常困难，套环做成圆形，更方便绳圈安装。因此进行如下改进：取消卸扣，制作成带有槽径800mm滑轮的单点起吊结构件，如图4所示，满足了绳圈使用要求。
需要注意的是，绳圈上的禁吊点必须在压力容器水平和竖直状态下，都不会旋转到滑轮轮槽位置，也不得在翻身过程中使其越过滑轮。
3应用与结论
改进方案在实际吊装中减少了绳与轴之间的磨损，达到了非常好的效果。且滑轮数量可根据吊装需求进行增减，保证了绳圈的适用性，满足了多工况吊装要求。
［参考文献］
［1］成大先.机械设计手册［M］.5版.北京：化学工业出版社，2008.
［2］IMCAM179—2005钢缆吊索及绳圈使用指南［S］.
［3］GB/T26079—2010梁式吊具［S］.
［4］GB/T5974.1—2006钢丝绳用普通套环［S］.
收稿日期：2015�07�29
作者简介：于海涛（1984—），男，河北保定人，助理工程师，研究方向：梁式吊具。
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