恒力彈簧支吊架工作原理

彈簧式恒力支吊架根據(jù)力矩平衡原理設計。它依靠精巧的幾何設計，使負荷力矩和彈簧力矩在工作過程中始終平衡，以保持恒定的支承力，可以消除或減小對管道或設備的附加應力。

主輔彈簧式恒力支吊架是按主彈簧力與輔助彈簧力共同作用下合力恒定的原理設計的。

全行程內規(guī)定荷載離差(包括摩擦力):≤6% 全行程內荷載平均值與設計荷載離差:≤2%

鎖定時，可承受2倍最大工作荷載.

額定載荷:0.2~400kN 位 移:0~508mm

允許現(xiàn)場荷載調節(jié)量:±10%

恒力彈簧支吊架主要由圓柱螺旋彈簧、固定框架、回轉框架及運動機構、調節(jié)裝置、彈簧罩筒等組成。其示意圖見圖1。

恒力彈簧支吊架分類及型式見下表:

由于其彈簧及元件的制造工藝簡單、成熟，產品性能穩(wěn)定、經(jīng)濟性好，在國內被長期應用，因此是目前應用最廣泛的型式;采用蝶簧的恒力吊架性能相對較難控制而主輔彈簧式恒力吊架對彈簧的精度要求高，制造比較困難，尚未被普遍采用。

1 制造技術要求

1、 產品應按規(guī)定程序審批的圖樣及技術制造。

2 、產品所采用的材料牌號應符合圖樣要求，材質應符合國家標準規(guī)定，并有質保書。

3、 彈簧剛度的極限偏差應為±10%。

4 、在自由狀態(tài)下，彈簧軸心線對兩端面的垂直度不超過自由高的2.5%。

5 、彈簧自由高的極限偏差為自由高的±2%。

6、 需作熱處理的零件，其硬度值應符合圖樣規(guī)定。

7 、產品應按訂貨要求的位移方向鎖定出廠。

8 、焊接與焊縫應符合圖樣和技術文件規(guī)定。

9 、焊縫表面不得有裂紋、夾渣、氣孔、弧坑和超過0.5mm 深的咬邊。

2 檢驗試驗技術要求

1、 凡是作熱處理的零件，須逐件進行硬度檢驗。

2 、產品出廠前應檢驗其外形尺寸和連接尺寸，并逐臺作下列性能試驗:

a)載荷偏差度λ

λ=|Wb-Wa)/Wb|×100%....................................(3)

且λ≤5%

式中:Wb-標準載荷，N;

Wa-拔銷時實測載荷，N。

b)恒定度△

△=[(Wmax-Wmin)/(Wmax+Wmim)]×100%

且△≤6%。

式中:Wmax-回轉全過程的最大載荷值，N;

Wmin-回轉全過程的最小載荷值，N。

c)超載試驗

將固定銷軸置于出廠初始位置，對支吊架緩慢加載，其載荷值為2倍支吊架標準載值，觀察支架各

部分，不得有異常情況。

3 油漆、包裝及標志

1、 螺紋表面及轉動零件的連接面應涂以防銹油(黃油或無酸性工業(yè)凡士林)，對帶螺紋零件應考

慮特殊保護，防止損壞。

2 、支吊架除銘牌、刻度牌外各零件表面一層底漆和一層面漆，油漆顏色由制造廠根據(jù)國內外銷售

需要自定。有特殊防腐和其它要求時，訂貨時需注明。

3 、涂油漆應避免在烈日、雨雪或濃霧下進行操作，對表面的積雪、結冰、油污和銹跡等應清除后

再涂油漆。

4 、吊架涂油漆后表面漆膜應均勻，不應有氣泡、夾渣、龜裂剝落、皺皮和雜色等缺陷。如有上述

缺陷必須修補合格。

5、 吊架試驗完畢，銘牌上應打鋼印，內容包括:吊架型號、出廠編號、標準載荷值、最大位移值、

管架號、管段號和制造日期。

6 、產品須在油漆干燥并經(jīng)檢驗合格后方可包裝，自出廠日期起應保證一年內不銹蝕。

7、 包裝箱應附有產品質量合格證明及安裝使用說明書。

1 、恒力彈簧支吊架的選用

A.1.1 支吊架編號應根據(jù)計算的載荷和位移值從表2中選取。如果載荷、位移超出本標準規(guī)定的范圍，

可在定貨中注明。

A.1.2 選用的恒力彈簧支吊架應考慮了幾個問題

A.1.2.1 類別選擇

選用某種類別的恒力彈簧支吊架，應考慮支吊架本身需要的安裝空間尺寸和管道設備布置，吊裝整

體布置的要求。

PH 型平式恒力彈簧支吊架適用于水平空間較大的地方;LH 型立式恒力彈簧支吊架適用于水平空間

不寬裕和需要吊架垂直布置以增加設備整體美觀的地方;ZH 型座式恒力彈簧適用于需要把支吊架安置

在支承構件上面、上支或下吊管道或設備的地方。

A.1.2.2 型式選擇

本標準共有十一種型式。根據(jù)吊架的固定或吊裝方式，分雙吊點吊架、單吊點吊架、座式支吊架。

雙吊點吊架計有PHA、PHE、LHA、LHE 四種;單吊點吊架計有PHB、PHC、LHB、LHC 四種;座式計有

PHD、ZHA、ZHB 三種。

雙吊點吊架安裝方便、固定可靠;單吊點吊架布置方便，安裝時如遇障礙物，可以自由旋轉以避開

障礙;座式支吊架可根據(jù)用戶需要直接安置在支承構件上面，但PHD 型需要較大的水平空間。

本標準中各型恒力支吊架載荷螺栓相對于垂直方向允許有4 度左右的擺動，以使吊架適應管道的水

平位移。當管道從冷態(tài)到熱態(tài)(即安裝狀態(tài)到工作狀態(tài))水平位移教大時，恒力彈簧支吊架與管道相接

的吊桿冷態(tài)安裝位置應充分考慮這個水平位移量和位移方向后確定，以使工作狀態(tài)下吊桿位置最合適

(呈垂直狀態(tài))。

當選擇支吊架類型和支吊架的固定或支吊方式以后，就可確定支吊架的型式。

A.1.2.3 位移數(shù)值的確定

在選用恒力彈簧支吊架之前，應計算出被支吊管道或設備從冷態(tài)到熱態(tài)的最大位移量。在選用時，

位移數(shù)值應留有適當余量。推薦余量取位移量的20%，但不小于20mm,即:

T 選=1.2T 計且 T 選》T 計+20

式中:T 選--選用位移量，mm;

T 計--計算位移量，mm.

A.1.2.4 載荷值的確定

本標準中各型支吊架的生根螺栓強度已考慮支吊架自身的重量的影響。在選用支吊架時，支吊載荷

值不需加上支吊架的自重。

當計算載荷與實際載荷有偏差，本標準恒力彈簧支吊架通過調整螺栓可調節(jié)的載荷，范圍一般不

小于標準載荷的±10%，最大不超過±15%。

A.1.3 恒力彈簧支吊架規(guī)格的選擇

A.1.3.1 根據(jù)以確定的支吊載荷和位移量，查表2載荷位移系列表，按計算位移下的支吊載荷最接近

的標準載荷值確定的相應的吊架編號。

A.1.3.2 選用恒力彈簧支吊架時，當表2載荷位移系列表中的位移值滿足要求，而支吊載荷值較大，以

至超出表中數(shù)值時，可選用兩個相同規(guī)格的吊架并聯(lián)。

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A.1.3.3 選用恒力彈簧支吊架時，當表2載荷位移系列表中的載荷值滿足要求，而位移量較大，超出

表2載荷位移系列表范圍時，可采用兩臺位移量相同，載荷相同的支吊架串聯(lián)來滿足要求。

A.1.3.4 恒力彈簧支吊架規(guī)格編號選定后，在支吊架被使用的設計圖樣標題欄應注明本標準號、支吊

架型號和位移方向。

例如:JB/T8130.1-1999，吊架PHA25-150/6830S-M20。

JB/T8130.1-1999，吊架LHB36-300/9624X-M24。

在設計選用恒力彈簧支吊架時，不論吊桿螺栓的材料是35 鋼還是 Q235A ，都應在型號后面標注螺

栓規(guī)格。(表22 以外的螺紋，螺紋各要素都應標注清楚)

A.1.4 選用示例

A.1.4.1 某煉油廠管道，計算位移值為215mm,位移向下，計算要求吊架承受32610N載荷，試選定恒力

彈簧支吊架型號。

T 選=1.2×215mm=258mm,取選用位移量T 選為260mm。

查表 2 載荷位移系列表知，與32610N 最相近的載荷為32536N，由此選定吊架編號N0。50。

如水平空間較大，采用雙吊點平式恒力彈簧支吊架，吊桿材料為35 鋼，查表，螺紋規(guī)格為M30，

則型號為PHA50-260/32536-X-M30 或PHE50-260/32536-X-M30。

如水平空間較小，吊架垂直布置，單吊點固定，型號為LHB50-260/32536-X-M30 或型號為

LHC50-260/32536-X-M30。

A.1.4.2 某電站設備，計算位移為80mm，位移向下，支吊載荷為38566N，需用單吊點吊架，垂直布置。

試選定恒力彈簧吊架型號。

T選=1.2×80mm=96mm,取選用位移量T選為100mm。

考慮吊架要求垂直布置、單吊點，因此選定 LHB 或LHC 型吊架。

查表 2LHB、LHC 型吊架位移在100mm 時的最大載荷為33683N，不能滿足承重要求。而在110mm 時相近

的標準栽荷為38465N，因此選定編號NO.41 吊架，吊桿材料為Q235A。

所選立式單吊點恒力彈簧型號為 LHB41-110/38465-X-M36 或LHC41-110/38465-M36。

A.1.4.3 某廠小管道計算位移295mm，位移向下，要求吊架支吊載荷2205N。試選定恒力彈簧吊架型號。

T 選=1.2×295mm=354mm,取選用位移量T 選為360mm。

查表2載荷位移系列表，載荷接近2205N而最大位移為360mm，超出系列范圍，因此考慮兩個吊架串

聯(lián)來滿足位移要求。每個吊架位移按0.5T選=180mm確定。

查表2載荷位移系列表知，180mm位移系列下與所要求支吊載荷相近的標準為2254N，因此初步選定

18號吊架。但考慮上面一個吊架要承受下面一個吊架的質量重力，18號平式吊架質量為39Kg、重力382N，

從表2查180mm位移下載荷2587N，接近19號吊架，19號吊架的質量為47Kg,重力461N，載荷共為2666N，

故選定19號吊架。查表22選用吊桿規(guī)格為M16。根據(jù)空間布置，支吊架的型號為PHA19-180/2666-X-

M16。

注:選用串聯(lián)吊架時，支吊載荷應加初選用的一個吊架的重量后，再最終選定吊架的規(guī)格編號。

A.1.5 恒力彈簧支吊架訂貨須知

恒力彈簧支吊架訂貨時，至少需注明下列項目:

a)支吊架型號、編號;

b)支吊架的選用位移;

c)支吊架的載荷值;

d)位移方向;

e)吊桿螺栓規(guī)格;

f)其他要求.

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2 、安裝調整

A.2.1 恒力彈簧支吊架的安裝要點

A.2.1.1 根據(jù)管道或設備支吊安裝布置圖、明細表，清點核實支吊架型號及其安裝位置。

A.2.1.2 用鋼絲繩等工具吊起支吊架(注意其中起重吊耳只起輔助作用)，按要求將其固定或吊裝于鋼

梁或吊架上。

將吊桿螺栓的上端與支吊架本體的松緊螺母連接，下端與被吊的管道或設備連接，旋轉松緊螺母，至固

定銷軸能自由拔出為止。與此同時，應注意檢查和調整被吊管道或設備的位置水平。

A2.1.4 在支吊載荷穩(wěn)定后，用固定銷軸鎖定準備水壓試驗。

A2.1.5 在水壓試驗和清洗管路時，不要拔下固定銷軸，以使恒力彈簧支吊架銷定為鋼性支吊架，吸收

過載，保護彈簧等構件不至因過載而損壞。

A2.2 管道和設備在水壓試驗、清洗等結束，就可拔下固定銷軸，檢查并調整位移指示器在冷態(tài)的位置，

即可投入運行。

A2.3 恒力彈簧支吊架的調整

在安裝過程和運行前，如固定銷軸不能自由拔出，可按以下方法進行調整。

A2.3.1 旋轉載荷螺栓與吊桿螺栓之間的松緊螺母，使吊架承受的載荷力矩與支吊架本體的彈簧力矩平

衡，從而拔下固定銷軸。

當固定銷軸在固定框架孔位中偏向載荷一側(銷軸與孔之間有間隙)時，說明載荷力矩偏大，應旋松松

緊螺母;當固定銷軸在固定框架孔位中偏向彈簧罩筒一側時，說明載荷力矩偏小，應旋緊松緊螺母;

A2.3.2 如用上述方法仍不能取出固定銷軸，則表明實際載荷與計算載荷(或支吊標準載荷)有較大偏

差，此時須調整吊架本體內的載荷調整螺栓，使實際的載荷力矩與支吊架的彈簧力矩相平衡，拔出固定

銷軸。

當載荷偏大時，調整載荷調整螺栓，使調整指示刻度槽上移;

當載荷偏小時，調整載荷調整螺栓，使調整指示刻度槽下移。

A2.3.3 如按上述的兩種方法調整后，仍不能拔出固定銷軸，說明選用的吊架型號不當，實際載荷與支

吊架標準載荷(或計算載荷)偏差過大，應改變分配給支吊架的載荷或更換吊架。

如由于安裝等原因不能更換的，在不影響管道實際 需要的位移范圍前提下，可適當調整支吊架彈簧后

壓蓋的壓緊螺母，改變彈簧的頂壓值，使彈簧力矩與實際載荷力矩平衡，拔下固定銷軸。

A2.3.4 如果同一管道或設備用兩臺或兩臺以上支架時，在進行載荷調整時，一般應同時進行，使各臺

支吊架的承載分配均勻。如不能同時進行時，需逐臺進行反復調試，到載荷分配均勻為止。

A2.4 在運行中應經(jīng)常觀察吊架的位移量，檢查吊架是否妨礙管道或設備的自由位移。位移指示器的刻

槽應在0~10 刻度范圍內移動，不應碰到弧形槽。否則，應按上述方法再次調整。

一般在有熱位移較大的重要部位，就應考慮設置恒力彈簧支吊架，由于恒力彈簧支吊架的這一特點，因此在普通熱力發(fā)電廠、核電站、石油和化工等熱動力裝置中得到愈來愈廣泛的應用。

恒力彈簧支吊架(XXDisc spring supports and hangers)是按設計的一種機械裝置?？梢酝ㄟ^它來懸吊和支撐管道及設備，此時，當管道或設備產生位移時，只要在預先選定的載荷位移內，不管其位移變化有多大，它們可以通過恒力彈簧支架而始終獲得恒定的支撐力。從而就不會給管道或設備帶來新的附加壓力，這樣就可以避免造成重大的設備和安全事故。