对船舶吊装吊耳设计的分析

[摘要]随着我国的科学技术的发展和现代造船业市场的拓展，对于造船企业的技术要求越来越高。在造船工艺发展中，为了保证焊接质量，现代越来越多的厂家选择俯首焊接来方便反造工艺的要求。因此在设计的分段的吊运能力的研究和分析，对于生产能力、运输能力以及相关工作人员的安全问题有重要意义。

[关键词]船舶；吊装；设计

随着现代工业和技术的进步，造船业逐渐向大型化发展，在造船工艺上除了少数的小船还采用传统的整体建造的方式以外，大多数的都采用了分段制造的建造工艺，所以面临相应的起重等相关工作的施工要求，吊装工艺就会成为其中最重要的施工工艺之一，因此施工中对于吊耳的选择和使用是船体建造成功和质量安全的根本保障。

1 吊耳分类

目前广泛采用的吊耳主要有两大分类依据。

1.1 使用环境不同

实际施工中，根据施工环境和吊耳使用环境的不同，将吊耳分为安装吊耳、运输吊耳和起吊吊耳三种。设备安装吊耳主要用于设备安装时进行的起吊工作，运输吊耳是设备运输的必备工具，至于产内工艺中的起吊用到的吊耳主要是相关的制造过程中需要用到的吊耳类型。

1.2 设计样式

由于吊耳的用途不一，所以在设计中设计的样式也根据形式的不同而各异，包括管轴式吊耳、顶部板式吊耳和侧壁板式吊耳三种。根据名字也知道三种吊耳的型式、应用各不相同，管轴式吊耳主要用于重型设备的超高度吊装，其设计合理，性能优异，使用简便。是在施工建造中最常用的一种吊耳，由于其主要用于大型设备的起吊和运输，所以对于吊耳的安全性能就要求特别高，因此对于吊装吊耳的设计研究对实际应用能够提供科学依据。

2 吊耳的设计工艺

在分段建造中，吊耳的设计需要根据实际的施工进行调整。注意分段建造中的个分段中钢板的重量和焊接过程产生的重量，与吊耳能够承受的重量进行比对，通过数据对吊耳的设计进行改进和重造，保证吊耳的实际起吊能力。

吊耳的设计主要从其形状、尺寸和承重能力三个方面进行标准的制定。

2.1 吊耳重心

在吊耳的设计中，应该注意保证吊耳的位置重心三点布置在强度较高的结构上，三点的连线组成一个三角形，而吊耳的重心需要分布在三角形内部，而且会随着其靠近三角形的重心部位其稳定性增强，保证施工的安全。

吊耳设计时的分段重量是和企业以及船舶的制造要求息息相关的，不同的生产地点也各不相同。在组立场时，分段的重量主要包括分段的钢板重量和焊接产生的重量，但是其中的焊接质量不好确定，所以通常由钢板重量乘以系数来表示其重量。 曲分段乘以系数 0.8，平分段乘以系数 0.6.在预搭载场和搭载场工作时，除了钢板和焊接产生的重量以外还需要加上舾装重量和脚手架重量。船舶制造行业常常采用著名的造船软件 TRIBON进行结构净重的计算，软件通过将平面建模生成的结构平面板架和采用批处理方式生成的外板曲面板架（含外板上骨材）写入计算文件，运行系统内的已有程序，完成相关的计算，最后得出计算结果。这种方法不仅提高了计算的效率，而且保证了计算的准确率。

另外在吊耳的设计中，应该注意吊耳下部的强度设计和监测，如果不合格或者强度不到就需要进行底部强度加固。考虑到整体的强度，背面需要进行满焊处理，后期进行焊接情况检查，防止焊接缺陷的出现。在施工中，不仅需要完成起吊任务，还需要进行分段翻身等操作，所以吊耳的设计应该有吊钩和辅助吊钩。在设计时，应该进行施工的最大受力进行吊钩制造的策划和工艺的选择，尤其是分段翻身是的李一侧上钩操作，设计中应该兼顾摘钩和上钩的可行性。

2.2 吊耳间距

由于在焊接过程中，分段的稳定非常重要，所以吊耳设计时的间距大小应该合适。如果吊耳的间距太小，起吊的过程中不能保证分段的稳定，晃动会影响焊接效果。而且过小导致两侧的牵拉效果不好，会产生变形或者断裂。吊耳间距如果过大，会因为钢丝绳与水平的夹角过小导致钢丝绳的受力过大，不仅需要更长的钢丝绳还可能出现拉断的情况。

2.3 注意吊绳的牵拉位置

在吊耳的设计中应该注意吊绳在实际施工中的位置，保证在起吊以及翻转等操作中吊绳不和船体和装件产生摩擦，导致吊绳断裂，发生安全事故。

2.4安装方向

为有效防止扭矩现象的出现，应该保证在实际的安装过程中，吊耳的安装应该和钢丝绳的作用方向保持一致。

2.5 施工信息

不同企业采用的起吊装置可能不一样，所以其吊耳自然也不同。所以，综合以上因素的基础上，还要考虑实际的匹配问题和施工信息，设计时进行实地的考察，标清设备、分段以及位置信息，进行合理设计。

3 注意事项

在造船的施工中，应该注意吊耳的搭配共用，例如小组立、中组立、大组立、预合拢、搭载所使用的吊耳应该根据实际的施工要求和操作规范合理进行搭配和共用，减少施工的成本。由于在分段大组完毕以后的涂装过程，要保证涂装的效果，所以施工中就要注意吊耳的焊接应该在组立阶段完成，防止涂装的破坏。

3.1 吊耳布置

在吊耳的使用过程中，其主要作用其实是完成船舶制造中用到的分段的搬运，在分段的搬出过程中用到的是平板车，所以在吊耳的设计过程中应该充分考虑平板车的位置和数量，在吊耳的布置也应该根据平板车的安放位置进行设计，注意两吊钩的间距，尽可能避免斜拉现象的出现，而且平板车的设计应该和吊耳设计相配合，注意其间距的测量和设计。

3.2 重心及强度

在施工中，吊耳主要进行分段翻身操作以及预合拢操作。

所以，翻身吊耳设计中应该注意强度的考虑和检测，尤其是比较分段横向及纵向的不同，考虑在翻身过程中出现的拉力不同的情况。在翻身是应该注意尽可能选择强度大的方向进行翻身操作。而且在龙门吊的翻身操作中，应该注意主、辅吊耳操作中的对称，防止分段翻身中出现扭矩或者脱离等现象。

吊耳的负荷能力可以参考以下计算

P=CD/n

P——吊耳允许负荷，

C——不均匀受力系数，取 c=1.5～2，

n——同时受力的吊耳数量。

吊耳的强度计算参考以下计算

（正应力）σ=P/F < [σ]，[σ]= σ2/k

（切应力）τ=P/A < [τ]， [τ]=0.6[σ]

F——垂直于P力方向的最小截面积，

A——平行于P力方向的最小截面积，

σ2——材料屈服点，

[σ]——材料许用正应力，

[τ]——材料许用切应力。

3.3搭载吊耳

在搭载吊耳的辅助施工中，通常有单机搭载和双机搭载两种，所以设计使应该岁搭载分段的重量和结构进行考察，选择合适的搭载方案。并且在双机搭载中应该注意间距和吊耳的数量问题，合理分配和布置，避免承重过大或者强度不够等情况导致安全事故。

结论

现代船业的发展，对造船的数量、质量以及速度要求越来越高，吊耳作为造船工作中最重要的附件之一，其设计的合理与否直接决定着最终船体的稳定和安全性能，关系到制造过程中相关工作人员的安全问题。如果能够进行科学设计能够缩短制造周期，节约时间。所以希望本文对于船舶吊装吊耳设计的分析和研究能够为吊耳的设计和应用提供科学参考，推动我国造船技术的进步和造船业的发展。

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