恒力彈簧支吊架的應(yīng)用與測(cè)試

1、<p>　　恒力彈簧支吊架的應(yīng)用與測(cè)試</p><p>　　摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了恒力彈簧支吊架的工作原理以及性能測(cè)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(cè)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(hào)：TN707文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jì)。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(duì)用恒力彈簧支吊架支承的管道和設(shè)備，在發(fā)生位移時(shí)，可以提供恒定的支承力，因而不會(huì)給管道設(shè)備帶來附加應(yīng)力，以保證管道的正常運(yùn)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(gè)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>　　（6）彈簧應(yīng)有出廠合格證書。

7、安裝前應(yīng)進(jìn)行剛度測(cè)定。必要明作全壓縮試驗(yàn)：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(yàn)，兩次試驗(yàn)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(cè)報(bào)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(shí)，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(gè)彈簧不能滿足熱位移要求時(shí)，需串聯(lián)彈簧。恒力彈簧支吊架彈簧允許串聯(lián)數(shù)量，對(duì)Fmax=140~150毫米的彈簧為二個(gè)；對(duì)Fmax=70~75毫米的彈簧為四個(gè)。 </p><p>　　彈簧串聯(lián)使用時(shí)，每個(gè)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(hào)應(yīng)一樣，類別可不同）。 </p><p>　　由單個(gè)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(shí)約60mm，下位移時(shí)約80mm，超過此范圍時(shí)應(yīng)選用恒力吊架。對(duì)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(shí)，應(yīng)根據(jù)熱位移值的計(jì)算精度而當(dāng)一定的余量。近似計(jì)算時(shí)，

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(gè)彈簧不能滿足荷重要求時(shí)，或結(jié)構(gòu)上需要采用雙吊結(jié)構(gòu)時(shí)，需并聯(lián)彈簧。并聯(lián)彈簧的安裝荷重是一樣的，熱位移時(shí)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(hào)彈簧。 </p><p>　　4恒力彈簧支吊架的性能測(cè)試 </p><p>　　

11、4.1 支承力變化量測(cè)試 </p><p>　　將恒力彈簧支吊架固定在試驗(yàn)臺(tái)架上，調(diào)整測(cè)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(yùn)動(dòng)三次，動(dòng)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(shí)，還應(yīng)該保證測(cè)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(duì)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(diǎn)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(jì)算： </p><p>　　△P/P=2×(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)×100%≤16%。 </p><p>　　式中： Pmax―試驗(yàn)過程中，載荷讀數(shù)的最大值,

13、 </p><p>　　Pmin―試驗(yàn)過程中，載荷讀數(shù)的最小值。 </p><p>　　4.2 相對(duì)載荷偏差度的測(cè)試 </p><p>　　根據(jù)上述載荷試驗(yàn)中測(cè)得的所有讀數(shù)，求出它們的算術(shù)平均值Pav，按下式計(jì)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(yàn)平均載荷（N）。 </p><p>　　5恒力彈簧支吊架的強(qiáng)度試驗(yàn) </p><p><b>　　5.1 試驗(yàn)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(shí)彈簧壓縮后的高度，其它零件不變。 </p><p>　　在室溫下，將試驗(yàn)件逐步加載至試驗(yàn)載荷CHe，并至少保持5分鐘。試驗(yàn)載荷CHe與名義載荷CHn的關(guān)系如下：CHe=K×CHn，其中當(dāng)試驗(yàn)樣品數(shù)為1個(gè)時(shí)，取K=5；當(dāng)試驗(yàn)樣品數(shù)為5個(gè)時(shí)，取K=4。 </p><p>　　試驗(yàn)樣品在制造廠保存二年。 </p><p>　　試驗(yàn)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(yàn)載荷CHe作用下，零部件應(yīng)保持結(jié)構(gòu)完整性，卸載后對(duì)測(cè)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(yàn) </b></p><p&g

17、t;　?。?）試驗(yàn)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(yàn)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(yàn) </b></p><p>　　試驗(yàn)前：應(yīng)對(duì)恒力支吊架焊縫進(jìn)行無損檢驗(yàn)。 </p><p>　　試驗(yàn)后：應(yīng)重新對(duì)恒力支吊架焊縫進(jìn)

18、行無損檢驗(yàn)，試驗(yàn)前測(cè)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(cè)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(shí)，應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： </p><p>　　安裝前，要核對(duì)型號(hào)是否與設(shè)計(jì)相符,檢查轉(zhuǎn)體是否靈活，轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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(shí)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(dòng)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(shí)，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(yàn)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?yàn)楦骱懔椈芍У跫荛g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(duì)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(hào)、恒力彈簧支吊架型號(hào)、轉(zhuǎn)體安裝位置、掛載孔號(hào)、調(diào)荷器位置、彈簧安裝壓縮值和實(shí)測(cè)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(shí)際荷重偏離設(shè)計(jì)值的情況，此時(shí)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(hào)或改變吊架型號(hào)。 </p><p><b>　　7結(jié)語 </b></p><p>　　在恒力彈簧支吊架的制造與檢驗(yàn)過程中，對(duì)彈簧的檢測(cè)、選擇、以及對(duì)整個(gè)恒

24、力彈簧支吊架的測(cè)試與調(diào)試都是保證其可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，也是保證在火電以及核電廠等各個(gè)行業(yè)上能安全運(yùn)行的重要因素。恒力彈簧支吊架的檢測(cè)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(gè)火電以及核電廠中只是一項(xiàng)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