工字钢吊具的研制及应用

摘 要：设计与改进了工字钢吊具，解决了相关装卸问题。

关键词：工字钢   吊具

中图分类号：TH6         文献标识码：A              文章编号：1006-7973（2006）11-0184-02

一、前言

工字钢是主要用于起重机设备、桥梁建筑、火车车辆、大型锅炉、衡器部件等大型装置的重要部件，其相应的装卸吊装工具也有很高的工艺要求。由于我港已研制的成捆工字钢吊具具有规格多、捆扎较松散、长度长，一般在12m左右，甚至更长的特点，并且装卸难度大，危险性高，装卸效率低，而工字钢的装卸质量要求却很高。如何研制出既符合港口装卸生产的安全、优质、高效，又能满足货主对装卸质量要求的吊装工具是急需解决的问题。

二、传统的工字钢装卸方案

传统的工字钢装卸方案，通常采用的吊装工艺大致可分为两大类：钩丝扣索吊装工艺和专用吊具吊装工艺。

1．钩丝扣索吊装工艺

钩丝扣索吊装工艺即门机先将成捆的工字钢的一头提起，工人将钩丝扣一头从工字钢底部穿入，并将钩丝挂在扣鼻上，应掌握在工字钢长度的“三、四、三”比例处，从而将工字钢平稳吊到指定地点。

此种装卸工艺具有对工字钢种类变化适应性强、简单易行等优点。不足之处在于：

（1）钩丝扣索吊时钢丝绳对工字钢的作用力很大，工字钢翼板边缘处极其锋利，钢丝绳极易断丝、断股，从而造成钢丝绳报废，对安全生产存在较大的隐患亦构成较大威胁。

（2）由于钢丝绳价格比较昂贵，损耗大幅度上升的结果使装卸成本急剧增加。

（3）装卸作业时，由于成捆工字钢之间间隙过小，不便于钢丝绳的穿入，工人作业时必须进行提头作业，出现足够缝隙后再插入钢丝绳，给装卸造成困难，同时也增加了作业工人的劳动强度，装卸效率始终提高不上去。

（4）使用钩丝扣作业容易对工字钢翼板边缘处造成勒损，由于工字钢的翼板是工作面，货主不允许工字钢翼板在装卸过程中出现变形。一般情况下在装卸时采用在钩丝扣捆扎位置垫上胶带，这样一来装卸效率就更低，而且衬垫效果也不理想。

2．专用吊具吊装工艺

该工艺具有操作简便，装卸效率高、工人劳动强度低等优点。不足之处在于：

（1）只能适用特定码放形式的成捆工字钢或单根较大的工字钢。

（2）研制、制造专用工具需要一定的时间。

综上所述，并根据我公司工字钢货类货源稳定且逐年增多的趋势，决定研制专用工字钢吊具进行工字钢的装卸作业。

三、工字钢吊具的研制

由于工字钢的包装形式、规格各不相同，给工字钢专用吊具设计研制带来一定的难度。根据货主提供的装卸工字钢的统计参数来看，大部分工字钢高度在200~600mm，翼板厚度在10~15mm，长度在10~14m之间，每捆工字钢有3~5根，相互重叠码放，每捆重量小于4吨。

工字钢吊具的设计本着安全可靠、操作轻便、坚固耐用的原则，结构上尽量简单。如图1所示

图1

1．结构形式及主要参数的确定

根据工字钢来港码放的特点及主要技术参数决定：此吊具采用双“C”型结构，“C”型之间用钢板相连，“C”型的开口要能使成捆后的工字钢翼板全部塞进去，弯折部位尽量避免直角而采用圆弧过渡，以降低应力集中；能将相互重叠的工字钢翼板全部压住，避免在吊运过程中滑移。考虑到工字钢装火车疏港和吊车起升高度的限制，钢丝绳吊索长度不大于7m。工字钢吊具安全负荷：4t/套，钢丝绳Ф17.5mm×7m，“C”型卡体有效开口量：5~70mm，压舌与腹板接触宽度不小于30mm。

2．材料选择

工字钢吊具主要材料选用强度高、焊接性能好，且购买方便、价格合理的低合金材料16Mn。

3．工字钢吊具操作方法

（1）作业中要有专人指挥。机械司机在作业中，操作平稳，不得急停、急落和碰撞车帮，勾线下有人员和车辆时不准起吊。

（2）重量不超过4吨的单根工字钢可直接用单套吊具起吊作业。

（3）重量不超过4吨的捆装工字钢（每捆最多3根，包装牢固且为重叠码放形式）可直接用单套吊具起吊作业。

（4）重量超过4吨且小于8吨的成捆工字钢或每捆4~5根工字钢，包装牢固且为重叠码放形式，可直接用双套吊具起吊作业（每捆4根时，两套卡头分别卡在第1和第3根端头；每捆5根时，两套卡头分别卡在第2和第4根端头）。

（5）双层码放的捆装工字钢，一律采用钩丝扣捆扎作业，禁止使用此吊具直接起吊作业。

（6）散捆或包装钢腰不齐全的捆装工字钢，禁止使用此卡具直接起吊作业。

（7）每套卡具两个“C”型卡体应同时卡住同一根工字钢两头端面上，并卡正、卡牢、平稳起吊，严禁空中磕碰。

作业中，应随时检查“C”型卡体、压舌、卸扣、钢丝绳吊系、中心销轴，发现损坏或变形，应及时更换。

四、工字钢吊具的持续改进

工字钢吊具经过一段时间的使用后偶尔出现：1）中心轴穿过压舌的部位开裂。据分析是由于中心轴穿过压舌的部位截面小并存在应力集中，而且此截面受应力复杂而造成的。2）工字钢吊具在使用时，有时不方便卸下。通过对装卸工字钢的实际操作过程的跟踪观察和走访装卸一线人员，原来是由于工字钢包装松散，装卸过程中工字钢码放不平，捆装工字钢中的工字钢相互倾斜造成翼板之间拉开了距离，就显得工字钢吊具“C”型卡体的开口量不足。

根据工字钢吊具在装卸生产使用中出现的问题对工字钢吊具进行了进一步改进，改进点主要为：1）加大了中心轴穿过压舌的截面面积，增大了其抗弯模量，增强了压舌所能承受应力；2）增加“C”型卡体开口量，由5~70mm增加到5~80mm，方便工字钢装卸操作。

五、工字钢吊具的效果分析

自工字钢吊具研制成功并投入现场作业后，深受装卸工人及装卸司机的欢迎，他们一致认为，工字钢吊具结构简单轻巧、结实牢固、操作方便，在装卸过程中，既快捷又省力，既安全又可靠，把它作为装卸工字钢的首选工具。

1．装卸质量明显改善

由于采用工字钢吊具的“C”型卡体和压舌与工字钢都是面接触，避免使用钩丝绳扣索吊使工字钢翼板边缘处造成勒损，保证了工字钢装卸质量，装卸作业无任何残损产生。

2．确保了作业安全

工字钢属于超长货物，装卸作业难度大，危险性高。采用钩丝扣索吊法作业时，若捆扎位置不对称，偏差大了就可能造成工字钢滑落的重大事故。钩丝扣索吊过程中，由于两根捆扎的钢丝绳之间向里滑移，不可避免地存在着事故隐患。使用了工字钢吊具，不需要考虑索吊位置也不需要进行提头作业，只需要将两个“C”型卡体卡在同一根工字钢即可，各种装卸机械及人员的操作没有发生过任何安全、质量事故，确实保证了作业中的安全。

六、结束语

综合以上分析及实践证明，该吊具的研制是成功的，随着装卸量的不断提高，必将发挥更大的作用，产生更大的经济效益。

参考文献

[1] 宋华等.方形空心工字钢的特点.机械工程材料.2003.6.

[2] 颜世广等.新型电工钢片吊具.变压器.2000.09.

The I-steel hoisting mechanisms development and applies

Zuo  Yushi

Abstract：This paper designs and improves the hanger of I-steel，which solves the problem of the stevedoring technology.

Keywords：I-steel   hanger