史建偉

摘 要：眾所周知，涉及到起重的很多設(shè)備及設(shè)備安裝，尤其是港口裝卸都不可避免的使用吊耳。吊耳相對整個(gè)系統(tǒng)的重量微不足道，然而作為一個(gè)連接的小部件，卻關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，一旦吊耳失效，整個(gè)系統(tǒng)將面臨崩潰，導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生，可見吊耳在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。小小的吊耳設(shè)計(jì)，關(guān)系到吊耳強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法與計(jì)算方法也是多種多樣，層出不窮，如何選擇就需要根據(jù)使用的實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：港口裝卸；吊耳；設(shè)計(jì)方法

一、概述

吊耳作為起重系統(tǒng)中的重要零部件，在系統(tǒng)中可能受到拉升、擠壓、剪切、彎曲等受力，受力情況較為復(fù)雜，涉及到吊耳的受力分析方法也比較多，如何根據(jù)吊耳的具體使用情況來選擇計(jì)算公式，首先就要對常用的計(jì)算公式的適用條件有初步的了解。

R：吊耳外緣有效半徑；d：孔徑；δ：吊耳厚度；P：吊耳所受載荷；K：動(dòng)載荷系數(shù)，一般取1.1～1.25。

由（1）式可見，當(dāng)銷軸或卡環(huán)已定時(shí)，R2+r2[]R2-r2越小，吊耳所承受的應(yīng)力越小，通常取R=（3～4）r，可以在耳板兩側(cè)焊加強(qiáng)板，加強(qiáng)板板厚為δ1，此時(shí)公式中的δ改為2δ1+δ0，R改為加強(qiáng)板半徑R0，拉曼公式計(jì)算簡單，但局限于吊耳內(nèi)徑與銷軸的尺寸配合要求，只有當(dāng){d-d1（銷軸直徑）}≤0.02d時(shí)適用，隨著使用過程中的磨損，配合精度已不能看成面接觸，公式不再適用，那就要根據(jù)常用的應(yīng)力公式進(jìn)行計(jì)算。

三、常用的強(qiáng)度校核方法

P：載荷；δ：板材厚度；d：吊耳孔徑；d1：拉伸時(shí)軸心距水平方向吊耳邊緣的距離；d2：吊耳外緣理論半徑與吊耳孔徑的差值；d3：銷軸直徑；L：焊縫長度；H：軸心到母材距離。

四、吊耳的布局對整個(gè)吊具的受力影響

合理的布局吊耳的位置和方向，可以使組合應(yīng)力得到明顯改善：吊耳向外側(cè)移動(dòng)，使水平分量增大，壓應(yīng)力隨之增大，也使得上吊系載荷增大，但系統(tǒng)彎矩減小，反之亦然，通過調(diào)整，使各部分強(qiáng)度得到充分利用，而不影響系統(tǒng)安全性，從而節(jié)約成本，提高使用率。以某生產(chǎn)車間軌道安裝用的吊梁為例，軌道自重10T，通過如右圖所示的吊具進(jìn)行吊裝。

在上吊系夾角不變的情況下，通過上下吊耳的位置的移動(dòng)，可以明顯改變整個(gè)吊具的應(yīng)力的分布，當(dāng)a=b時(shí)，整個(gè)吊具主體只有水平方向的壓力作用，可以選用普通材料及較小的規(guī)格尺寸就可以滿足使用要求，當(dāng)a≠b時(shí)，吊具主體除受到水平方向的壓力外，還要承受彎矩的作用，a與b的差值越大，彎矩也隨之增大，對吊具主體的強(qiáng)度要求也就越大，制造成本及危險(xiǎn)系數(shù)增加，吊耳科學(xué)的布局可以使應(yīng)力分布趨于合理，有效提高材料使用率。

五、綜述

吊耳受力的多方面考慮以及吊耳如何合理的設(shè)計(jì)，使之滿足安全的前提下，達(dá)到節(jié)省材料、便于制作、降低成本的目的。

①拉曼公式：對吊耳的主要尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，但必須滿足必要的使用條件，在使用過程中的磨損及變形超出范圍時(shí)要及時(shí)進(jìn)行重新校核。拉曼公式的優(yōu)點(diǎn)有：簡單易記，操作方便，拉曼公式的局限性：局限在于吊耳孔徑與銷軸軸徑的尺寸配合要求{d-d1（銷軸直徑）}≤0.02d，使用范圍受到限制，于是還要借助常用的強(qiáng)度校核方法進(jìn)行校核。②常用的拉伸、剪切、擠壓、彎矩校核：通過對吊耳的受力分析，借助于受力截面、載荷、力臂等因素，拉伸、剪切、擠壓及彎矩的強(qiáng)度并不一樣，需要區(qū)別對待。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要正確判斷受力的截面部位及數(shù)量。③吊耳的布局：吊耳的布局對整個(gè)吊系受力有著深遠(yuǎn)的影響，是設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素，吊耳的布局不只是影響吊耳的受力，對以吊裝貨物的吊具為例，由于吊耳跨度的變化，直接導(dǎo)致與起重機(jī)連接的鋼絲繩或鐵鏈的受力大小，兩個(gè)鋼絲繩或鐵鏈的夾角越大，其所受的張力也越大，同時(shí)穩(wěn)定性也隨之降低。通過合理的吊耳選型與布局可以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，同時(shí)有效的降低成本，縮短制造工期，延長使用壽命。

吊耳在我們的日常生產(chǎn)與維修中普遍存在，其重要性與安全性不言而喻，吊耳的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化需要我們不斷的總結(jié)與研究分析，九九歸一，最終科學(xué)化、數(shù)據(jù)化，達(dá)到正確指導(dǎo)我們的安全生產(chǎn)行為，實(shí)現(xiàn)鞏固基礎(chǔ)、屏蔽風(fēng)險(xiǎn)的目的。

參考資料：

[1]宋曉磊，侯德民，趙軍，孫文博.大型塔設(shè)備軸式吊耳危險(xiǎn)截面分析——兼談吊耳的強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[J].化工設(shè)備與管道，2013，50（04）：19-22.

[2]張曉明.吊耳的設(shè)計(jì)計(jì)算及吊裝[J].杭氧科技，2013（02）：29-32.