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一種防偏恒力彈簧支架結(jié)構(gòu)設(shè)計
揚州市泰克管道機械有限公司 李永波 2020/6/6 9:55:01
摘要：恒力彈簧支架在石油化工中起著減小和轉(zhuǎn)移管道二次應(yīng)力，保證管道安全運行的重要作用。研究了在保證恒力彈簧支架的橫向穩(wěn)定性的同時，通過結(jié)構(gòu)上的巧妙設(shè)計，保持結(jié)構(gòu)的緊湊性，從而改善所支撐管道和設(shè)備的穩(wěn)定性。并對該結(jié)構(gòu)的恒力彈簧支架的原理和荷載調(diào)整原量進行了分析。
關(guān)鍵詞：恒力彈簧支架、防偏斜、合成力
Structural Design of Anti-roll Constant Spring Support
Li Yong-bo
(Yangzhou Taike Piping Machineries Co., Ltd., Yangzhou 225000, China)
Abstract: Constant spring support plays an important role in reducing and transferring the secondary stress of pipelines and ensuring the safe operation of pipelines in petrochemical industry. It is studied to ensure the stability of the pipeline and equipment supported by maintaining the compactness of the structure through the clever design of the structure while ensuring the lateral stability of the constant spring support. The principle and constant amount of load adjustment of the constant spring support of the structure are analyzed.
Keywords: constant spring support, anti-roll, combined force
隨著我國石化裝置的高效化、大型化，豎塔設(shè)備或立管管道的垂直位移也越來越大，需要采用恒力彈簧支架為作支撐。此類設(shè)備或管道一般垂直高度較高，或在產(chǎn)生垂直位移的同時產(chǎn)生水平位移，這都給恒力彈簧支架的支撐穩(wěn)定性提出了較高的要求（如圖1），如果是采用單柱的支撐形式，很容易造成支撐的不穩(wěn)定，影響管道和設(shè)備的安全。為了克服這種現(xiàn)象，結(jié)合大量工程實踐，我公司設(shè)計出多柱并聯(lián)支撐的結(jié)構(gòu)來防止恒力彈簧支架的支柱在運行過程中產(chǎn)生偏斜。
圖1 大型立管的恒力支撐結(jié)構(gòu)
但在現(xiàn)場布置時，對恒力彈簧支架橫向的尺寸有要求，如圖2，尺寸A和尺寸B都不能過大。如果A尺寸過大，會導致恒力彈簧支架與鄰近的恒力彈簧支架干涉，無法布置，周時也要節(jié)省更多的空間用于布置其他的構(gòu)件及儀表等設(shè)備。B尺寸過大的話，會使耳式支座變長，不利于耳式支座的受力以及設(shè)備管道的穩(wěn)定性。
圖2 恒力支撐結(jié)構(gòu)的豎向投影
我公司根據(jù)現(xiàn)場的實際需要，設(shè)計制造出一種恒力彈簧支架，能夠很好的兼顧穩(wěn)定防偏斜、尺寸緊湊的要求。其結(jié)構(gòu)如圖3
圖3 恒力彈簧支架結(jié)構(gòu)圖
這種結(jié)構(gòu)的恒力彈簧支架，采用一個主承力彈簧和一個輔助彈簧的合力達到力的恒定。圖中的螺紋支柱與內(nèi)框架焊接固定。當管道或設(shè)備產(chǎn)生向的下位移時，螺紋支柱帶動內(nèi)框架壓縮主彈簧，同時內(nèi)框架通過拉板，帶動滾輪向下移動。與滾輪接觸的凸輪會推動滾輪壓縮輔助彈簧。則螺紋支柱上的力就是主承力彈簧的反力與兩側(cè)凸輪對滾輪反力的合力。
Fh——恒力彈簧支架工作荷載
Fs1——主彈簧反力
Fs2——輔彈簧力
a——凸輪滾輪接觸面的法線與水平線之間的夾角
圖4 內(nèi)框架受力圖
各參數(shù)隨著螺紋支柱向下位移時的曲線如圖5，在位移的前半部分，主彈簧的支撐力小于要求的工作荷載，凸輪對內(nèi)框架提供一個方向向（未完，下一頁）
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