武钢450／80t铸造起重机主钩吊具对比分析

谷晋林

（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）

引言

武汉钢铁公司第三炼钢厂板坯连铸项目，为300t转炉配套的4台450／80t铸造起重机，其中2台起重机是引进西班牙的，另2台起重机是引进德国的。本文从西班牙和德国2种450t铸造起重机主吊具的结构形式、受力分析和实际使用应力几个角度进行比较分析，找出各自的特点，供大家参考。

1 结构形式

1.1 西班牙的吊具

如图1所示，西班牙吊具主要由4大部分组成：滑轮、横梁、吊叉、板钩。因起升倍率为13，2个双联卷筒，故采用了24个动滑轮放入横梁中，共重约10.3t；两个板钩单重约为11.7t；吊叉为钢板焊接式；横梁两头部每侧采用了5个18mm厚板将滑轮放入其中，吊具总重约63t。

1.2 德国的吊具

如图2所示，德国吊具主要由5大部分组成：滑轮、上滑轮架体、横梁、吊叉、板钩。起升倍率为12，也为2个双联卷筒，24个动滑轮，共重约10.3t，并将滑轮放入上滑轮架体中，上滑轮架体与横梁用铰轴相连，吊具总重大约77t。

1.3 两者对比分析

图1 西班牙吊具（mm）

图2 德国吊具（mm）

两者的滑轮直径、数量、质量是一样的。西班牙吊具把滑轮放入横梁中，其轴受力为超静定结构；而德国吊具增加了2个上滑轮架体，把滑轮放入上滑轮架体中，其受力为静定结构，单个上滑轮架体重为5.2t。因主小车结构布置需要。2 个吊具的吊点距相差较大，西班牙的为8 120mm，德国的为10 200；板钩距分别为5 800mm和5 600mm，所以德国的吊点距比西班牙的大2 080mm；L1尺寸德国的也比西班牙的大近一倍。但是在横梁中德国的可放入电子秤（见图3B－B截面）。西班牙的吊具在此处不太好装，而是将电子秤放在小车架上。西班牙的吊叉采用了厚板焊接而成，外形尺寸大（见图3吊叉图）；德国的采用了Q345－B 锻件，外形尺寸小。重量两者相当。板钩的尺寸、型式、质量基本一样。但是板钩钩口至上滑轮中心尺寸西班牙的为5 650mm 德国的为7 670mm；后者比前者大了2 020mm，增大了钢丝绳相对于卷筒和滑轮的偏斜角。德国吊具整体重量比西班牙吊具要重近14t。

图3 吊叉图（mm）

2 从吊具受力分析看

1）由上所述因主小车结构布置需要，德国2个上滑轮架体吊点距为10 200mm，两板钩距为5 600mm。西班牙两吊点距为8 120mm，两板钩距为5 800mm。所以L1尺寸德国的大（见图1、图2），故其横梁在此处的弯矩（两种吊具的每一吊点受力是一样）就要比西班牙的大，所以其横梁（横梁截面尺寸大致相当，只是上、下盖板及头部腹板厚）就比西班牙的要重，且将动滑轮上移，不仅增大了钢丝绳的偏斜角，还增加了2个上滑轮架体及与横梁联接轴（共重11 720kg），这正是比西班牙吊具多出的主要重量。

2）吊叉。德国吊叉为锻件，其外形尺寸小，且避免了焊缝处产生的应力集中。西班牙吊叉为厚钢板焊接而成，在设计和施工中要避免应力集中引起焊缝开裂。同时外形尺寸大；两类吊叉重量大体相当。但是德国的比较安全可靠。

3）德国吊具将滑轮上移，增加了滑轮架体，多了一个球铰点，故此吊具从受力上讲比西班牙吊具好，其自由度大，可消除钢丝绳偏斜角对电子秤的影响。西班牙吊具将两头滑轮放入横梁中，就要求加工精度高，装配要求高。但德国吊具将电子秤装于上滑轮体处，比西班牙的电子秤装在小车架上的精度要求高。而西班牙吊具在滑轮及横梁处不太好装电子秤。德国吊具其独立性好，尤其是对用户更换滑轮组时，可在地面进行组装成滑轮架体，然后与横梁用轴相联，所以更换维护时间短，提高了设备利用率。而西班牙吊具就需要把横梁放在地面，同时将滑轮用轴串好才行，安装不方便，维修时间也长。

从以上分析可以看出，两种吊具各有其优缺点。

3 计算应力结果分析

从不同部位、截面列出表格看区别。

3.1 横梁受力图

德国：P＝225t；L1＝2 300 mm；L＝5 600mm。

西班牙：P＝225t；L1＝1 160 mm；L＝5 800mm。

3.2 应力计算表（见下页表1）

表1 应力计算表

表1 （续）

3.3 上滑轮架体

前面讲到西班牙吊具将滑轮放入横梁中，而省去了滑轮架体。德国吊具将电子秤放在横梁与滑轮架体轴相配合的横梁处，无法将滑轮放入横梁中。但它多了一个球铰点，其自由度大，可消除钢丝绳偏斜角等因素对电子秤精度的影响。

4 结语

从以上结构形式、受力分析、计算结果对比分析可以看出，德国吊具横梁应力较大；吊叉结构尺寸小，应力也小。西班牙横梁应力小，重量轻；吊叉结构尺寸大，压力也大，焊缝易产生应力集中，但滑轮轴相对德国吊具应力要小一些。从受力上看德国吊具比西班牙吊具要合理，但整体吊具德国的要重约14t；板钩钩口至动滑轮中心距较大。故综合来讲，两种吊具各有优缺点。若从工作使用场合及安全角度来讲德国吊具要优于西班牙吊具。