在管道設(shè)計中，工程設(shè)計人員面臨的一個主要問題是當(dāng)管道運輸熱的或冷的流體時，隨著管壁金屬溫度的升高或降低，管道在垂直或水平方向發(fā)生位移，從而引起管道支點的變位，若該支點為剛性支架，將會妨礙管段的變位，或管段脫離支吊架，致使管道產(chǎn)生過大的力和應(yīng)力，并且通過管道系統(tǒng)將此力或應(yīng)力傳遞到固定支架和相連的設(shè)備或轉(zhuǎn)動機泵上，對這些設(shè)備構(gòu)成破壞，進(jìn)而會造成污染、泄漏、爆炸等事故。

在當(dāng)前的管道設(shè)計中，有許多設(shè)計方法可以有效地解決管道的熱位移。例如，增加彈簧支架，在管道上設(shè)置膨脹節(jié)或管道預(yù)拉伸等，其中使用彈簧支吊架是管道設(shè)計中經(jīng)常采用的方法之一。

彈簧支吊架目前主要分為2類：一種是可變彈簧支吊架，一種是恒力彈簧支吊架。向發(fā)生位移后彈簧壓縮或伸長，支點受力發(fā)生變化，管系在支點處的載荷將重新分配給附近支點?？勺儚椈芍У跫芎奢d變化率允許大于6，當(dāng)要求荷載變化率不大于6時，應(yīng)選用恒力彈簧支吊架。恒力彈簧支吊架的特點是在管系有垂直位移時，其荷載不變，也即安裝荷載在理論上為零。恒力彈簧支吊架是一種在限定位移內(nèi)對被支吊物施以恒定張力的裝置。它用來支吊化工廠和電廠的氣、水、煙、風(fēng)管道系統(tǒng)；支吊熱電站的鍋爐本體和燃燒器；支吊電氣化鐵路的導(dǎo)電線和承力線等。當(dāng)載荷(即被支吊物)在溫度變化中產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)百毫米的熱脹冷縮位移時，恒力彈簧支吊架作相應(yīng)伸縮并施以恒定張力，以免產(chǎn)生附加載荷。因此，恒力彈簧支吊架起著支承重量、平衡介質(zhì)反力、免除附加應(yīng)力的作用，保證了系統(tǒng)正常運行?？勺儚椈芍У跫艿奶匦灾皇钱?dāng)管系在垂直方由于長期以來，認(rèn)為彈簧支吊架在工程上的作用不及其他專業(yè)，吊架彈簧的改進(jìn)得不到重視和資金支持，影響了支吊架的技術(shù)進(jìn)步，我國至今仍未有專業(yè)制造彈簧支吊架的廠家。

現(xiàn)在工程上所采用的支吊架產(chǎn)品大都是國內(nèi)彈簧廠家生產(chǎn)出來的。加上機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只是在行業(yè)內(nèi)推薦使用，彈簧支吊架大都是由彈簧廠家自行設(shè)計，因此市面上的彈簧支吊架無論從外形、尺寸以及主要部件的選用上，可謂琳瑯滿目，而且，在設(shè)計過程中，大都采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法。譬如在彈簧的選用上，一般只是根據(jù)所需的剛度、強度及穩(wěn)定性等條件，參考彈簧設(shè)計手冊選用一種滿足基本要求的彈簧即可，這樣的設(shè)計在很大程度上會造成鋼材的浪費和支吊架性能的降低，同時也為我們提供了對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的空間。鑒于上述情況，本設(shè)計從優(yōu)化角度出發(fā)，探討了重量輕、體積小的高恒定度恒力支吊架主要結(jié)構(gòu)尺寸的合理數(shù)值，指出了提高恒定度的措施。