一种便捷的风塔筒体吊运工装设计

陈小宾， 沈根平

（1.江苏省江阴绮星科技有限公司，江苏江阴214400；2.江苏省江阴中等专业学校，江苏江阴214400）

一种便捷的风塔筒体吊运工装设计

陈小宾， 沈根平

（1.江苏省江阴绮星科技有限公司，江苏江阴214400；2.江苏省江阴中等专业学校，江苏江阴214400）

随着风力发电塔的研发进程不断加快，许多新工艺、新方法得到了广泛的应用。文中从风塔生产中塔筒吊运达到更便捷、更安全的效果出发，在企业的项目改造时对吊运工装提出了一些改进设计，以供同行参考。

筒体；步骤；配重；圆管梁

0 引言

风塔塔筒是大型钢结构件，设计工艺要参照国内外风电塔塔筒结构的行业标准、国家强制的标准规范等，塔筒吊运要做到安全和便捷，从起吊、定位、调整、固定方面考虑，结构简单和节约成本是出发点。

1 塔筒简易吊运工装

1.1 方案提出

单节塔筒筒体的吊运要求起重工作人员有一定的专业知识和实际操作经验，采用传统的钢丝绳和尼龙绳配合吊钩进行吊运（图1所示）。其缺点是容易造成绳索的损伤而频繁地更换，工作步骤较多和花费时间较长。为简化操作步骤，降低成本，确保安全、提高工作效率，需研制一种适合塔筒吊运的简易工装。

图1 传统的吊运

根据单节塔筒的形状和大小，最简单的方法就是一步插入即可吊运，吊运到位置后还能直接脱离，这样就大大地降低了起重成本。经过分析，提出了如图2所示的方案。

图2 改进后的吊运方案

1.2 设计过程

根据塔节的分布情况，结合常用风塔塔筒的规格，一般单节塔筒的长度不超过3 m，单节塔筒的重量在15 t以内，因此工装吊运设计的技术参数要满足单节塔筒3 m和重量在15 t的要求。

1.2.1 参数的确定

图3

如图3所示，单节塔筒的长度以3 m计算，设计的塔筒重心距封板件3在1 600mm以内就可以确保筒体吊运时不会向开口处滑出。

根据单节塔筒的重量，从材料成本方面考虑，选用普通材料Q235B，屈服强度为σs＝235 N/mm2，即24 kg· mm-2。使用安全系数为n＝1.5，则许用应力为：［σ］＝σs/n＝24/1.5＝16 kg·mm-2。

考虑到塔筒是卷圆的，因此选用圆管做吊梁，可以避免塔筒内壁划伤，梁1和梁2选用同规格的圆管，这样两者的受力情况相似。

1.2.2 吊运工装受力分析

1）根据图3中梁1的受力，计算梁1的截面系数Wx，选用相符的圆管做梁。梁1受力简图见图4所示。

图4 梁1受力简图

所以选用圆管的截面系数Wx应大于1 500 000 mm3。

故选用圆管φ325 mm×23 mm进行计算：

因此，该规格圆管φ325 mm×23mm满足要求。

2）根据选用圆钢管梁的规格，计算图3中梁2的受力是否超出许用应力［σ］。梁2的受力简图如图5所示。

选用圆管φ325 mm×23 mm后，计算工装成本的自重为G0＝1 500 kg。

图5 梁2受力简图

这与设计许用应力非常接近，因此梁2可正常工作。

3）计算梁1在受力下的挠度为 ymax，工作时的受力简图如图6所示。

图6 梁1受力简图

钢的弹性模量E钢=2×106kg·cm-2，圆钢的惯性矩

当X=0时，挠度

当吊运重量为15 t的单节塔筒时，端部发生的挠度变形最大为8.7 mm，即工装开口变大，小于20 mm就可以满足使用要求。另外，为了使吊装更安全，在结构上加装配重，使筒体在吊运中向工装封闭处略微倾斜，同时加装了停放用的支撑。

2 结 语

试验及实际应用的效果已达到了预期目标，该简易吊运工装成本不高、制作简单，既保证了吊运，又大大节约了工时，为企业创造了效益，值得推广。

［1］ 陈宏钧.实用加工工艺人员手册［M］.北京：机械工业出版社，2003.

［2］ 中华人民共和国建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50017-2003钢结构设计规范［S］.北京：中国标准出版社，2003.

（编辑立 明）

TM 315

B

1002－2333（2014）05－0248－02

陈小宾（1978—），男，助理工程师，从事车间生产调度工作。

2014-03-03