恒力彈簧支吊架的應(yīng)用與測試

1、<p>　　恒力彈簧支吊架的應(yīng)用與測試</p><p>　　摘要：本文簡要介紹了恒力彈簧支吊架的工作原理以及性能測試與調(diào)試等內(nèi)容。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：恒力彈簧支吊架 工作原理 測試 </p><p>　　Abstract: This paper briefly introduces the working principle of the co

2、nstant force spring hanger and performance testing and debugging etc.. </p><p>　　Key words: constant force spring hanger principle test </p><p>　　中圖分類號：TN707文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p&g

3、t;<p>　　1恒力彈簧支吊架的工作原理 </p><p>　　恒力彈簧支吊架的工作原理是根據(jù)力矩平衡原理設(shè)計。在許可的負(fù)載位移下，負(fù)載力矩和彈簧力矩始終保持平衡。對用恒力彈簧支吊架支承的管道和設(shè)備，在發(fā)生位移時，可以提供恒定的支承力，因而不會給管道設(shè)備帶來附加應(yīng)力，以保證管道的正常運行。 </p><p>　　恒力彈簧支吊架一般用于需要減少位移應(yīng)力的地方，如火電廠以及核電

4、廠的鍋爐本體、發(fā)電廠的各種管道等懸吊部分，以及石油、化學(xué)工業(yè)中也經(jīng)常需要此類支承的地方。 </p><p>　　2恒力彈簧支吊架的基本形式 </p><p>　　恒力彈簧支吊架主要由圓柱螺旋彈簧、杠桿機(jī)構(gòu)、彈簧外框、支承軸類等組成。 </p><p><b>　　如下圖所示： </b></p><p>　　3恒力彈簧支吊

5、架的彈簧技術(shù)要求 </p><p>　　3.1恒力彈簧支吊架用彈簧應(yīng)滿足下列技術(shù)要求： </p><p>　?。?）彈簧表面不應(yīng)有裂紋、分層、過燒等缺陷。彈簧材料應(yīng)滿足60Si2MnA鋼技術(shù)條件。 </p><p>　?。?）彈簧兩端應(yīng)有不少于3/4圈的拼緊圈。兩端應(yīng)磨平，磨平部分不少于圓周的3/4。 </p><p>　?。?）彈簧的節(jié)距應(yīng)

6、均勻，節(jié)距偏差不應(yīng)大于0.1（t-d），其中t為節(jié)距，d為鋼絲直徑；且在最大壓縮值范圍內(nèi)，彈簧的工作圈不得相碰。 </p><p>　?。?）彈簧的兩個端面應(yīng)與軸線垂直，彈簧傾斜量不應(yīng)超過自由高度為2% 。 </p><p>　　（5）彈簧在最大允許荷重范圍內(nèi)，其荷重與標(biāo)準(zhǔn)荷重的偏差，不應(yīng)超過±10% 。 </p><p>　?。?）彈簧應(yīng)有出廠合格證書。

7、安裝前應(yīng)進(jìn)行剛度測定。必要明作全壓縮試驗：彈簧壓縮到極限狀態(tài)保持5分鐘。卸去載荷后，永久變形量不得超過原自由高度的2%；如超過規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行第二次全壓縮試驗，兩次試驗的總永久變形量不得超過原自由高度的3%。 </p><p>　?。?）彈簧廠應(yīng)出具每批彈簧的磁粉擦傷檢測報告。 </p><p>　　3.2恒力彈簧支吊架用彈簧選擇基本原則 </p><p>　　恒力彈簧

8、支吊架選擇彈簧時，在任何情況下壓縮保證在Fmax至Fmin之間；應(yīng)滿足工作荷重和熱位移需要；荷重變化率不應(yīng)大于規(guī)定值。 </p><p>　　當(dāng)熱位移量較大，單個彈簧不能滿足熱位移要求時，需串聯(lián)彈簧。恒力彈簧支吊架彈簧允許串聯(lián)數(shù)量，對Fmax=140~150毫米的彈簧為二個；對Fmax=70~75毫米的彈簧為四個。 </p><p>　　彈簧串聯(lián)使用時，每個彈簧的荷重是一樣的，故串聯(lián)彈簧的

9、最大允許荷重應(yīng)一樣（即彈簧號應(yīng)一樣，類別可不同）。 </p><p>　　由單個彈簧的允許熱位移值和允許串聯(lián)數(shù)量可知，恒力彈簧吊架的熱位移適用范圍為：上位移時約60mm，下位移時約80mm，超過此范圍時應(yīng)選用恒力吊架。對彈簧支架，為了支架的穩(wěn)定性很少采用串聯(lián)彈簧結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　為了保證彈簧正常工作，恒力彈簧支吊架選擇彈簧時，應(yīng)根據(jù)熱位移值的計算精度而當(dāng)一定的余量。近似計算時，

10、一般加20%且不小于5毫米余量作為選擇彈簧的熱位移值。 </p><p>　　單個彈簧不能滿足荷重要求時，或結(jié)構(gòu)上需要采用雙吊結(jié)構(gòu)時，需并聯(lián)彈簧。并聯(lián)彈簧的安裝荷重是一樣的，熱位移時彈簧的壓縮值變化也相同，即工作荷重也一樣，恒力彈簧支吊架可以并聯(lián)彈簧應(yīng)選擇完全相同的彈簧，即選用同類、同號彈簧。 </p><p>　　4恒力彈簧支吊架的性能測試 </p><p>　　

11、4.1 支承力變化量測試 </p><p>　　將恒力彈簧支吊架固定在試驗臺架上，調(diào)整測力拉桿的軸線處于鉛錘位置（位移指向中間位置）。使恒力支吊架在總位移行程內(nèi)向上、向下各運動三次，動作應(yīng)靈活、無卡阻、無摩擦和異常響聲，若發(fā)現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，應(yīng)找出原因予以排除。當(dāng)位置指針指向低位或高位時，還應(yīng)該保證測力拉桿的軸線與鉛錘夾角不超過40。 </p><p>　　經(jīng)過以上調(diào)試后，對恒力支吊架緩慢加載，

12、使位移指針從高位到低位，在總位移行程中均勻地讀取各點載荷值，并打印載荷―位移曲線。 </p><p>　　支承力變化△P/P不得超過16%，支承力變化量△P/P按下式計算： </p><p>　　△P/P=2×(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)×100%≤16%。 </p><p>　　式中： Pmax―試驗過程中，載荷讀數(shù)的最大值,

13、 </p><p>　　Pmin―試驗過程中，載荷讀數(shù)的最小值。 </p><p>　　4.2 相對載荷偏差度的測試 </p><p>　　根據(jù)上述載荷試驗中測得的所有讀數(shù)，求出它們的算術(shù)平均值Pav，按下式計算平均載荷偏差度：δPc=(Pav-Pn)/Pn×100%≤±2%。 </p><p>　　式中：δPc―恒力支吊

14、架的平均載荷偏差度（%）, </p><p>　　Pn ―額定載荷（N）。 </p><p>　　Pav―試驗平均載荷（N）。 </p><p>　　5恒力彈簧支吊架的強(qiáng)度試驗 </p><p><b>　　5.1 試驗要求 </b></p><p>　　用鋼管替代彈簧，鋼套高度等于恒力吊架在工作

15、時彈簧壓縮后的高度，其它零件不變。 </p><p>　　在室溫下，將試驗件逐步加載至試驗載荷CHe，并至少保持5分鐘。試驗載荷CHe與名義載荷CHn的關(guān)系如下：CHe=K×CHn，其中當(dāng)試驗樣品數(shù)為1個時，取K=5；當(dāng)試驗樣品數(shù)為5個時，取K=4。 </p><p>　　試驗樣品在制造廠保存二年。 </p><p>　　試驗結(jié)果應(yīng)滿足以下要求： <

16、/p><p>　?。?）在0～2倍名義載荷CHn下，零部件的變形與載荷成線性關(guān)系； </p><p>　?。?）在試驗載荷CHe作用下，零部件應(yīng)保持結(jié)構(gòu)完整性，卸載后對測試的零部件進(jìn)行外觀檢查，不準(zhǔn)有顯著的永久變形和裂紋，并且原有缺陷不得有明顯惡化現(xiàn)象。 </p><p><b>　　5.2 尺寸檢驗 </b></p><p&g

17、t;　?。?）試驗前：應(yīng)檢查零部件尺寸，符合圖紙上標(biāo)注的尺寸和公差要求。 </p><p>　?。?）試驗后：應(yīng)檢查零部件尺寸，沒有大的殘余變形。 </p><p><b>　　5.3 無損檢驗 </b></p><p>　　試驗前：應(yīng)對恒力支吊架焊縫進(jìn)行無損檢驗。 </p><p>　　試驗后：應(yīng)重新對恒力支吊架焊縫進(jìn)

18、行無損檢驗，試驗前測得缺陷不應(yīng)有明顯的擴(kuò)大，新出現(xiàn)的缺陷應(yīng)符合檢測前的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　6恒力彈簧支吊架的安裝調(diào)整 </p><p>　　恒力彈簧支吊架安裝時，應(yīng)注意下列幾點： </p><p>　　安裝前，要核對型號是否與設(shè)計相符,檢查轉(zhuǎn)體是否靈活，轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動范圍應(yīng)不小于 </p><p>　　60&ordm;，且與指示相

19、符。 </p><p>　　根據(jù)熱位移方向和吊架熱位移余量，確定轉(zhuǎn)體安裝位置。恒力彈簧支吊架彈簧壓縮值的改變，必須考慮對吊架恒力特性的影響，彈簧壓縮的改變值不宜超過10毫米。彈簧壓好后，應(yīng)臨時固定插上鎖定銷。 </p><p>　　吊桿花蘭螺絲的可調(diào)范圍，應(yīng)能滿足管道冷緊和吊架調(diào)整的要求。吊架根部結(jié)構(gòu)，盡量采用雙槽鋼結(jié)構(gòu)。固定外殼與根部槽鋼的固定螺絲，不能伸的過長，以免影響轉(zhuǎn)體的活動范圍。

20、無論在安裝位置還是工作位置，彈簧組件不能與根部結(jié)構(gòu)相碰。 </p><p>　　恒力彈簧支吊架就位后，調(diào)節(jié)花蘭螺絲和彈簧桿螺母，使轉(zhuǎn)體處于要求的安裝位置，并使吊桿吃力。管道冷緊時，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整花蘭螺絲，勿使吊桿荷重過大或不吃力。管道水壓試驗和保溫前后，應(yīng)檢查吊桿吃力情況。 </p><p>　　恒力彈簧支吊架調(diào)整可參照下列程序進(jìn)行： </p><p>　　調(diào)整前應(yīng)檢果

21、轉(zhuǎn)體位置是否正確。確認(rèn)無誤后去掉彈簧鎖定插銷。如轉(zhuǎn)體位置發(fā)生變化，通過花蘭螺絲進(jìn)行調(diào)整。因為各恒力彈簧支吊架間的相互影響，這種調(diào)整工作往往反復(fù)多次才達(dá)到滿意的結(jié)果。所有恒力彈簧支吊架調(diào)整結(jié)束后，對調(diào)整結(jié)果進(jìn)行一次全面檢查，并作出調(diào)整記錄。特別注意，轉(zhuǎn)體不得與限位器相碰。 </p><p>　　調(diào)整記錄應(yīng)包括以下內(nèi)容：恒力彈簧支吊架號、恒力彈簧支吊架型號、轉(zhuǎn)體安裝位置、掛載孔號、調(diào)荷器位置、彈簧安裝壓縮值和實測彈簧

22、剛度。 </p><p>　　管道達(dá)到額定溫度后，檢查轉(zhuǎn)體工作位置，注意轉(zhuǎn)體是否與限位器相碰。轉(zhuǎn)體工作位置應(yīng)作出記錄。 </p><p>　　工程中，往往發(fā)生實際荷重偏離設(shè)計值的情況，此時可通過以下辦法改變吊架的荷重： </p><p>　　通過負(fù)荷調(diào)整器改變荷重。 </p><p>　　在恒力特性變化不大的情況下，適當(dāng)改變彈簧壓縮值。但吊架

23、工作過程中，彈簧壓縮值不能超過最大允許值。 </p><p>　　如恒力彈簧支吊架有較大的熱位移余量，可改變掛載孔位置，重新整定荷重。 </p><p>　　更換彈簧號或改變吊架型號。 </p><p><b>　　7結(jié)語 </b></p><p>　　在恒力彈簧支吊架的制造與檢驗過程中，對彈簧的檢測、選擇、以及對整個恒

24、力彈簧支吊架的測試與調(diào)試都是保證其可靠運行的重要環(huán)節(jié)，也是保證在火電以及核電廠等各個行業(yè)上能安全運行的重要因素。恒力彈簧支吊架的檢測以及應(yīng)用不當(dāng)不僅可能造成經(jīng)濟(jì)上的損失，還可能造成嚴(yán)重的安全事故。故雖然恒力彈簧支吊架在整個火電以及核電廠中只是一項很小的一種部件，但其重要性是可想而知的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1、《核電