狭小空间吊装大型设备的设计与计算

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平果铝溶出新增压煮器技改工程，是在原深出及稀释系统内增加-台压煮器。该设备总质量达到86吨，外形尺寸 2 800 X 18 281 mm，设备安装位处于生产厂房内，四周均有生产设施。给设备安装施工可利用的空间极少，施工是在不影响生产运行的情况下进行的。此次安装工程的圆满成功，对在特殊情况下实现大型设备的吊装就位积累了-定的经验。

1 现场条件设备安装就位及现场布置情况，如图l所示。厂房结构为：溶出主厂房为钢骨架式 H型梁柱结构。立柱截面尺寸为 800×400 mm，横梁截面尺寸为 900×350 mm，厂房跨度 15 m，柱间距为 5 i1。

图 1 设备安装就位及现场布置图2 吊装方案据车间的布置情况和设备的总质量来看，主起吊头部无法采用大吨位的汽车吊来作业，结合我公司现有的设备水平，决定采用借助于厂房结构，设置- 专用的龙门架来做主起吊压煮器，并增设辅机实现起吊滑移的方法完成设备的就位。龙门架的结构和布置简图，如如图2所示。

1 u 1 景寸 量呈§ --l上翌戛避 -.###- h . 鲞 -图 2 龙门架结构及布置简图(1)吊装机具根据龙门架结构及厂房结构，我们采用龙门架的规格为：龙门架高度为21.5 m，跨度5 m，主梁截面为 650×750 mm的箱形梁，上部支腿由两根经用120×120×12(mm)角钢加固的6351×12(mm)的无缝钢管组成；中部支腿截面为 1 650 X l 000 mm的格构式抱杆；下部支腿用两根 6351 X 12(mm)的无缝钢管组成。主提升机构为龙门架设置四套主提升机构，选用 H50×5滑轮组、6 X 371有机芯 西21.5(mm)钢丝绳及 5T慢速卷扬机。

(2)对设备供货尺寸要求因给设备起吊的空间极少，设备起吊过程必然会受到厂房结构及原有生产设备和工艺管道的限制，所以应尽量减少设备起吊长度。按设备安装中心距厂房 B线为 3 500 mm，确定设备吊耳位置为距离上法兰顶面 3 200 mm。以此吊点尺寸 ，设备长度为18 281 mm，由于作模拟起吊已被脉冲器底座 卡腰”，按此长度无法起吊就位，所以决定在设备供货时，将裙座与简体分开，这样设备主体长度变为16 241 mm，按此长度能完成起吊就位，待本体起吊竖起后再组对裙座。设备起吊示意图，如图 3所示。

收稿日期：2012-12-15作者简介：苏 端(1964-)，女，江苏人，工程师，研究方向为机械安装。

198《装备制造技术2013年第 3期3 有关计算图3 设备起吊示意图3.1主提升卷扬机跑绳拉力 S跑已知 ：Q索45.08 kN为钢丝绳、绳扣、卡环、滑轮组 、平衡梁的总质量0.138 68为滑车组系数；Q86×9.8842.8 kN：S跑 ×K动×(QQ索)/4o.138 68×1.1×(842.845.08)/433.86 kN。

5T慢速卷扬机钢丝绳额定拉力为50KN，吊装压煮器主提升卷扬机跑绳拉力为33.86KN，小于额定拉力，故选用 5T慢速卷扬机能满足要求。

3-2 吊装龙门架的校核通过查《机械设备安装手册》及《钢结构设计手册》可得以下数据：已知 ：主梁力学特性， 402 586 cm ，Wx10 880 cm。，169 004 cm4， 5 633 cm3， 6 280 cm 。

支腿 (上部 )力 学特性 ， 323 120 cm ，Wx4 890em3，Ir85588em4， 14360cm3，A486.46cm2。

(1)龙门架的计算载荷主梁长度单位重量口G t/L4 800/500×9.8 94.08 N/em起升载荷P。K动×(2×[(Q/2G平下)/2G索S跑G平上)1.1×f2×[(842.8/25.88)/211.3733.86]5.88)576kN(2)主梁强度校核把主梁简化作静定简支梁，以起升载荷，主梁 自重为外力计算主梁垂直平面内的内力。

主梁内力计算：自重引起内力 Q。p-ql/2：9.6×500/2×9.823.52 kNO6-Q -ql，2：-23.52 kNMu2l 。 l，8×q×1 1/8×9.6×50o2 2 940 kN·cm起升载荷引起内力R。R6 576 kN朋 R。×L2576×8548 960 kN·cmQ。Qm 576 kN-Q -576 kN主梁弯曲应力验算：从主梁内力计算可见，在跨中受弯距最大，计算如下：∑M2 94048 96051 900 kN·cm。

则，跨中的应力为：1.1×EM， 1.1×51 900/10 880 5.25 kN/em < 15.68 kN/cm2故满足要求。

∑Q-23.52576599.52 kN ∑ × x8599.52×6280/3945.34×1.65.84 kN /cm < 9.31 kN /cm故满足要求。

(3)龙门架支腿稳定性较核取龙门架平面内为-次超静定结构，则R ×h/l1× 402586×450/85 588×5004.23支腿内力计算：主梁 自重引起内力为：H 巩 QL2，4h×(2R3)9.6×5002/4×450×(2×4.233)1.137 kNJ7l Md-Ha×h-1.137×450511.56 kN·cm起升载荷引起的内力为：月 tlb3 ×L2.×( l 2)/h×L(2R3)3×576×85×(85330)/450×500×(2×4.233)23.64 kNJ7l -H。×h-23.64×450-10637 kN·cm按压弯应力组合校核支腿中部稳定性，许用应力拆减速系数 ，通过查《机械设备安装手册》表2-8后取 0.769。

Ⅳ中K动( G主/2G支上，2) 1.1×(57647.04/219.26/2)670.05 kN支腿中部受弯矩 EM中的计算：∑ 中(511.56十10 636.92)125 574.24 kN·cm支腿中部合成应力6中的计算：中N中/I ×A ∑ 中， 670.050.769 x 486.465 574.244 890 2.93 kN /cm2由计算结果可知 中<网，故满足要求。

199Equipment Manufacturing Technology No.3，201 34 龙门架安装要求(1)龙门架的纵向中心线与厂房B轴线距离误差不大于20 mln，中心点与设备安装中心重合。

(2)龙门架的跨度等于厂房柱距，龙门架支腿铅垂度不大于5 mm，主梁水平度不大于2，1 000 mm。

(3)龙门架各层支腿与厂房工字梁的联接为法兰式螺栓联接，接触面必须紧密，不允许有斜缝及局部点接触现象，螺栓紧固力足够。

(4)两层龙门架过渡处工字梁须加固，用 616mm厚立肋加固。

5 吊装步骤及注意事项(1)在龙门架等吊装机具安装完毕后，首先进行龙门架试吊。试吊起重量为9O吨，试吊要求：严格检查龙门架的受力情况。检查支腿与工字梁的联接情况 ，检查卷扬机、滑轮组、钢丝绳工作情况。

(2)当试吊完毕后，将压煮器运到主吊装位，并捆扎好吊装机具和牵引起吊。

(4)设备在起吊过程中，要保证吊点(吊耳)处于龙门架的中心，协调好起吊与滑移的速度和行程。

(5)因起吊作业空间极小，起吊过程要注意压煮器不与别的生产设备相碰撞。

(6)当主体起吊完全竖起，并提升到-定高度，加上临时支撑座顶住底部，将裙座就位与主体组对，组对完毕后，将支撑座撤出，压煮器就位安装。

6 结束语在狭小的区域巧妙利用有利条件 (厂房结构)自行设计龙门架圆满完成了压煮器吊装，满足了业主方不停产施工的要求，不但克服了场地狭小无法进大型吊装设备的难题，而且为在特殊工况条件下，实现大型设备吊装就位，同时极大的提高了施工速度，降低了成本，保证了安装品质，取得较好的经济效益。