吊装助理顶部板式吊耳设计模块使用教程

一、功能介绍与使用场景

本模块是容器（封头、筒体）顶部吊装核心组件------顶部板式吊耳的智能化设计工具，基于"标准库选型+自动计算+计算书生成"架构，严格遵循《HGT 21547 设备吊耳》及《HGT 21574 化工设备吊耳设计选用规范》，解决传统设计中选型难、验算繁、成果不规范等痛点，实现从载荷输入到计算书交付的全流程自动化。

本模块的核心功能包括：

1. 标准库一键选型：直接从HGT 21547标准库调用1-15吨顶部板式吊耳（TPA/TPB系列），支持选型后验算调整。
2. 多维度计算与验证：集成强度校核（拉应力、剪应力、挤压应力、连接处焊缝应力）、标准符合性检查（封头最小厚度、吊耳位置），覆盖耳板、垫板、焊缝等关键部位。
3. 生成图文并茂计算书：一键生成含公式、应力结果、规范依据的Word计算书。

主要使用场景：

1. 压力容器、化工塔器、封头的顶部吊装（立式吊、带加强环板工况）；
2. 设备制造厂内封头装配、安装现场就位吊装；
3. 基于HGT 21547/21574标准的标准化吊耳选型与验算；
4. 既有顶部板式吊耳安全评估（输入尺寸与工况快速复核）。

二、操作流程

第1步：进入模块与输入设计条件

1. 打开软件，左侧导航栏进入 "计算及选型" -> "吊耳设计"，选择 "3 顶部板式吊耳"

1. 1. 在"荷载工况"区（图2中间）输入核心参数：

1. 垂直荷载W1：吊点垂直分力（吨），如5.0吨（图2示例："垂直荷载 W1 5.0"）；
2. 竖直夹角α：钢丝绳与竖直方向夹角（°），默认15°（图2示例："竖直夹角 a 15"）；
3. 动载系数Kd：考虑起升冲击，默认1.20（图2示例："动载系数 Kd 1.20"）；
4. 不平衡系数Ku：多吊点不均衡受力系数，默认1.125（图2示例："不平衡系数 Ku 1.125"）。

第2步：配置材料、连接与吊耳类型

2.1 材料设置：

1. 吊耳材质/容器材质：选Q235、Q345等，软件自动匹配许用应力（如Q235许用拉应力[σ]=140.63MPa、许用剪应力[τ]=84.38MPa）；
2. 筒体壁厚：输入设备筒体实际壁厚（如12.00mm，需满足表B.2.1最小厚度要求）；
3. 垫板与筒体焊高h：输入焊缝高度（如7mm）。

2.2 连接配置：

1. 卸扣类型：选D型卸扣（如S(6)+t）或美轴卸扣，输入轴耳直径Dr；

2.3 吊耳与设备参数设置：

1. 吊耳类型：选择"立式吊""带加强环板""带垫板"；
2. 设备参数：输入设备公称直径DN。

第3步：吊耳尺寸选型与调整

1. 1. 标准库选型（推荐）：点击 "自动选择"，软件根据W1、Kd、Ku自动匹配HGT 21547标准库TPA/TPB系列型号：

• 板厚S：24mm（TPA-3型，表7.0.2）；

• 耳孔直径D：80mm（TPA-3型，表7.0.2）；

• 垫板长度Ltp：310mm（TPA-3型，表7.0.2）；

• 外环半径R：96mm（图2示例："外环半径 R 96"）；

• 环板参数：厚度S2=10mm、直径D1=135mm（。

3.2 手动调整：可在"吊耳尺寸"区微调参数后验算。

第4步：执行设计与验证

4.1 强度计算：点击 "设计验算"，软件自动校核：

1. 核心应力：拉应力（σ_L=25.94MPa）、剪应力（τ_L=25.94MPa）、挤压应力；
2. 连接处应力：吊耳板与垫板焊缝拉应力（σ_e=12.95MPa）、剪应力（τ_pe=3.69MPa）、弯曲应力（σ_pbe=3.47MPa）、组合应力（σ_pce=19.75MPa）；
3. 4.2 查看结果：绿色区域显示"设计判断"结论，重点关注挤压应力是否超标。

第5步：生成计算书

点击 "WORD计算书"，生成图文并茂报告，包含：

1. 设计依据：HGT 21574-2018、SHT 3515-2017、GB 50017-2017；
2. 设计参数：荷载工况、材料、吊耳尺寸；
3. 计算过程：应力公式（如σ_L=FL/[(2R-D)S]，图8）、数据代入、结果对比；
4. 结论：各项应力是否满足许用值。

三、参数详解

1. 核心输入参数

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| 参数区域 | 关键参数 | 含义与设置要点 |
| 荷载工况 | 垂直荷载W1 | 吊点垂直分力（吨），设计载荷=W1×Kd×Ku（如5.0×1.20×1.125=6.75吨）。 |
| 荷载工况 | 竖直夹角α | 钢丝绳与竖直方向夹角（°），影响水平分力Fh=FL×sinα。 |
| 材料 | 吊耳/容器材质 | 选Q235（许用[σ]=140.63MPa、[τ]=84.38MPa），Q345需重新匹配许用值。 |
| 材料 | 筒体壁厚 | 需≥表B.2.1最小厚度（如DN=310mm、Wn=7.5吨、TPA-3型需查表B.2.1）。 |
| 连接 | 卸扣类型/轴耳直径Dr | D型卸扣自动匹配销轴直径（如Dr=36mm），美轴卸扣需手动输入。 |
| 连接 | 吊耳类型 | 立式吊/带加强环板/带垫板 带垫板时需输入垫板焊高h（如7mm）、环板参数（S2=10mm、D1=135mm，）。 |
| 设备参数 | 设备直径DN | 用于查表7.0.3确定吊耳位置L（吊耳板中心线距设备中心线距离）。 |
| 吊耳尺寸 | 板厚S/耳孔D/垫板Ltp | 参考表7.0.2 TPA/TPB系列（如TPA-3型S=24mm、D=80mm、Ltp=310mm）。 |

2. 核心输出参数与标准依据

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| 输出项 | 含义与规范依据 |
| 拉应力σ_L | σ_L=FL/[(2R-D)S]，FL为拉力（如68483.52N），需≤[σ]=140.63MPa）。 |
| 挤压应力σ_hz | 销轴对耳孔的挤压应力，HGT 21574许用[σ_hz]=450MPa，超标时建议销轴直径比孔小1-2mm。 |
| 组合应力σ_pce | σ_pce=√[(σ_pe+σ_pbe)²+(τ_ps²/2)]，需≤[σ]。 |
| 标准选型依据 | 表7.0.2（TPA/TPB尺寸系列，1-15吨）、表7.0.3（吊耳位置DN-L）、表B.2.1（封头最小厚度）。 |

四、操作技巧与建议

1. 善用"自动选择"功能：输入W1=5.0吨、Kd=1.20、Ku=1.125后，点击"自动选择"调用HGT 21547标准库TPA-3型（7.5吨），避免手动计算错误。
2. 严控封头最小厚度：手动输入壁厚前，按表B.2.1校核（如DN=310mm、Wn=7.5吨、TPA-3型需查表确认A/B/C/D值），不足时加厚或选小吨位型号。
3. 挤压应力超标处理：若σ_hz＞设计值，按图9建议：减小耳孔直径（如D=80mm→78mm）或采用销轴直径比孔小1-2mm（如Dr=36mm＜D=38mm），重新计算后σ_hz可降至许用范围。
4. 规范引用与计算书归档：生成计算书时，确保包含设计依据、公式来源、结果对比，满足报审要求。

五、常见问题解答 (FAQ)

Q1: 如何从标准库选型7.5吨顶部板式吊耳？

A1: 输入W1=7.5吨、Kd=1.20、Ku=1.125，点击"自动选择"，软件匹配表7.0.2中TPA-3型（公称吊重7.5吨，S=24mm、D=80mm、Ltp=310mm）。

Q2: 筒体壁厚12mm能否用TPA-3型吊耳（DN=310mm、Wn=7.5吨）？

A2: 查表B.2.1（图6），DN=310mm（＜600mm）、Wn=7.5吨需TPA-3型，A/B/C/D值分别为20/18/18/16mm，12mm＜16mm，不满足，需加厚筒体或选TPA-2型（Wn=3.5吨）。

Q3: 挤压应力1793.62MPa超标怎么办？

A3: 按图9建议：调整孔径（如D=80mm→78mm，减小承压面积）或采用匹配销轴（销轴直径Dr=36mm＜D=38mm，孔轴差2mm），重新计算后σ_hz可降至许用范围。

Q4: 如何确定吊耳板中心线距设备中心线距离L？

A4: 查表7.0.3，根据设备公称直径DN（如DN=310mm，接近300mm）取L=150mm（DN=600对应L=150mm，类推）。

Q5: 计算书中"组合应力19.75MPa"的含义？

A5: 指垫板与封头角焊缝的拉、弯、剪复合应力，如（σ_pce=√[(13.79+5.61)²+3.69²/2]=19.75MPa），需≤[σ]=140.63MPa（Q235），满足要求。