薄壁類設備翻身工裝設計

王立陽

摘 要：設備安裝工程過程中，通常臥式設備運輸到現場需要翻身，而設備本身經常屬于薄壁類結構，或設備吊耳不能滿足翻身需求。本文論證一種常用的翻身工裝，并進行有限元計算校核。

關鍵詞：翻身 工裝 有限元計算

1、簡介

在安裝過程中，臥式設備運輸到場后，經常有需要翻身的情況存在，而由于設計或廠家制造因素，往往會出現設備吊耳的分部不能滿足設備翻身要求，或由于設備本體是薄壁結構，不存在可供翻身的吊點，在這種情況下，往往需要制作專門的翻身吊具，不僅費時費力，成本較高，而且不能二次利用，造成巨大的浪費。本文從現場的實際情況出發，設計一種專門用于翻身的工裝，并且根據所翻身設備的規格尺寸不同，進行工裝內部相關尺寸的調整，繼而減少施工成本，降低施工難度。本文論述翻身工裝的額定載荷為100T，安全系數取3。

2、工裝結構設計

本文所描述工裝制作采用Q235B碳素結構鋼，規格為寬翼緣H型鋼HW400×400，制作時采用雙面坡口，角度45°，皆為滿焊，且需注意焊腳高度不低于母材厚度的70%，工裝外形尺寸為10000×5000×5000mm。在制作完成后，需要進行噴砂、油漆等防腐處理，避免結構出現銹蝕等情況。工裝在使用之前，根據翻身設備的實際尺寸與重量進行設備上部吊耳的設計，進而將吊耳與工裝進行焊接。翻身工裝結構的具體尺寸如下：

圖1 翻身工裝平面圖

3、工裝制作與使用注意事項

工裝在制作時，注意H型鋼相互之間焊接時，由于之間的焊縫較多，且工作面較為狹窄，容易出現漏焊的情況。工裝制作完成后，應注意及時進行防腐處理，并且使用防雨布等防護措施進行保護。由于工裝翻身時存在瞬時的慣性力，故在在作業時要注意放慢速度，并且適當放大吊車噸位，避免使用接近極限噸位的吊車進行施工。由于工裝底部與地面的接觸面積較小，如果使用時地耐力不理想，可能會導致歪斜、傾覆等情況出現，進而發生危險，所以建議將工裝布置在吊車專用的路基板上，然后再進行翻身施工。使用工裝進行翻身前，應使用栓緊帶等緊固工具將設備固定在工裝上，避免設備在翻身的過程中發生脫落等危險。工裝每次使用之前，都應當進行目視檢查和關鍵焊縫的無損檢測。

4、設備翻身注意事項

設備在翻身時，人員需實時監控，避免因翻身過快而引發瞬時慣性力。設備本體為薄壁結構或其他容易出現損傷的結構時，應當將設備連同運輸鞍座分別固定在翻身工裝上，方便設備的吊裝就位。在翻身之前，翻身工裝底部應當鋪設木板等緩沖物，使設備平穩的由臥式狀態轉變為立式狀態。設備在翻身過程中，可以使用錨點與倒鏈等起重工具與工裝上的連接點固定，進而增加設備翻身的安全系數。

5、工裝的有限元校核

本次計算校核使用100T的力施加在結構件上，得到如下圖所示的應力與形變云圖：

圖3 應力云圖

由上圖可知，在經過100T的力下，構件的最大型變量為0.000431mm，最大應力為60.2Mpa，滿足Q235B材料的使用要求。

6、結束語

此種翻身工裝的設計，經過有限元軟件校核后，安全系數大，能夠在不同情況下滿足現場特殊設備的翻身要求。且工裝本身結構空隙較大，可以在翻身工裝上添加測量儀器、纜風繩錨點等結構，以滿足不同設備翻身的施工要求。本文所論述的工裝尺寸較大，能夠進行尺寸小于10000×5000×5000mm的設備翻身作業，進而降低成本，為薄壁臥式設備的安裝提供便利。同時，在工裝底部增設萬向輪或其它行走機構后，能夠運輸體積較大的薄壁式電氣箱柜，實現庫房的二次倒運，或現場安裝區域內設備的倒運，最大限度的實現工裝的效能。