Монтаж колонны безъякорным методом
| Примечание | от автора: просто пример, как делать, все данные по колонне и порталу абсолютно условны |
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-27194.zip (611kb [zip], Скачиваний: 85) скачать |
Содержание Введение 1 Расчёт необходимого числа анкерных болтов и общей нагрузки на
фундамент 2 Опора колонного аппарата 3 Опорный узел 4 Расчёт в условиях монтажа 5 Нагрузки на фундамент 6 Монтаж аппарата безъякорным методом с помощью портала 7.Основная литература ВВЕДЕНИЕ
Надежная работа машин и аппаратов в значительной мере зависит от качества их сборки и монтажа.
Монтажные работы являются одним из трех видов строительно- монтажных работ: строительных, специальных строительных и монтажных. К монтажным работам относятся: монтаж оборудования промышленных предприятий, оборудования для добычи и переработки полезных ископаемых, подъемно-транспортного оборудования, электротехнического • оборудования и средств связи и сигнализации, контрольно-измерительных приборов и устройств, монтаж теплоэнергетического и другого оборудования, технологических трубопроводов и металлоконструкций.
Монтаж (ГОСТ 23887) -установка изделия или его составных частей на месте использования. К механомонтажным относятся работы по монтажу технологического, энергетического, подъемно-транспортного и нестандартного оборудования, трубопроводов и металлоконструкций.
Монтаж: оборудования -комплекс работ, включающих сборку машин и оборудования, их установку на фундамент или в рабочее положение на предусмотренном проектном месте, сборку и соединение в технологические линии и установки, испытания на прочность и плотность для аппаратов на холостом ходу и под нагрузкой для машин, опробование и пуск отдельных аппаратов или группы аппаратов, связанных единым технологическим процессом. Могут выполняться также вспомогательные, подготовительные и пригоночные операции, не выполненные по каким-либо причинам при изготовлении. К монтажным относят следующие работы: проверка фундаментов и приемка их под монтаж; установка фундаментных болтов и закладных частей; проверка комплектности оборудования и приемка его в монтаж; разборка
Лист
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
оборудования, его очистка от консервирующей смазки, промывка, осмотр частей и их смазка; укрулнительная сборка оборудования, поставляемого частями; перемещение оборудования или его узлов и деталей в пределах монтажной зоны; установка оборудования в проектное положение (основные такелажные работы); установка прокладок; выверка и крепление к фундаментам; сборка и установка входящих в состав поставки оборудования металлических конструкций, трубопроводов, арматуры, вентиляторов, насосов; контрольно-измерительной и пускорегулирующей аппаратуры; ог- раждений; систем смазки и охлаждения.
Среди монтажных работ ведущими технологическими процессами являются сборка оборудования и узлов, установка в проектное положение с требуемой точностью и последующее закрепление на фундаментах. Эти процессы во многом определяют качество монтажа машин и аппаратов, стабильность их проектного положения в технологических линиях и установках, а также надежность при эксплуатации.
Методы производства работ при установке технологического оборудования в проектное положение весьма разнообразны и определяются: -типом грузоподъемного механизма и техническими параметрами (габаритами, массой) монтируемого оборудования; -принятой технологией (особенностями пространственного перемещения) при установке оборудования в проектное положение. В зависимости от типа основного грузоподъемного механизма существуют следующие методы монтажа:
1) мачтовыми подъемниками (мачтами, шеврами, порталами);
2) самоходными стреловыми кранами (одним или двумя, при работе краном на месте или с передвижением, с изменением или без изменения вылета крюка);
3) башенными, козловыми, мостовыми кранами;
4) гидравлическими подъемниками;
5) полиспастами, закрепленными к существующим строительным
Лист
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
конструкциям.
В зависимости от условий пространственного перемещения поднимаемого оборудования различают следующие основные методы монтажа: 1) метод скольжения опорной части аппарата с отрывом или без отрыва опорной части от грунта, с оттяжкой низа аппарата перед установкой на фундамент или без оттяжки; 2) метод поворота оборудования вокруг неподвижного закреп-ленного (либо скользящего) шарнира; 3) безъякорные методы.
Безъякорные методы являются разновидностями поворота вокруг шарнира. К ним относятся:
а) метод монтажа с помощью самомонтирующегося: портала (или шевра); б) метод выжимания скользящей по рельсам подпоркой (или порталом);
в) метод выталкивания с помощью гидравлического подъемника.
1. Расчёт необходимого числа анкерных болтов и общей нагрузки на
фундамент Название установки: разделение_СО2-аммиак Наименование объекта: проект колонны абсорбции Вид испытаний: Гидроиспытания Пробное давление: 8,6 кГс/кв.см Учёт ветровых нагрузок: Да Ветровой район: II Тип местности (по СНиП 2.01.07-85): A q0: 0,003 кГс/кв.см Учёт сейсмических нагрузок: Нет
Диаметр верхнего основания, D0: Опорный элемент Группа патрубков Цилиндрический участок: Материал: Толщина стенки, s0: Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: Прибавка технологическая, c3: Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c: Фундамент: Бетон:
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения: Расчётная температура, T:
1000 мм
09Г2С 10 мм 2 мм
0,8 мм
0 мм 2,8 мм
B15 (М200)
Расчётный изгибающий момент в верхнем сечении: Расчётный изгибающий момент в нижнем сечении: Расчётное поперечное усилие в верхнем сечении: Расчётное поперечное усилие в нижнем сечении: Расчётное осевое сжимающее усилие, F:
Допускаемые напряжения для опорной обечайки:
20 oC 0,3183106 0,3676106 483,7 кГс 502,1 кГс 5421 кГс
кГс см кГс см
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре 20 oC (рабочие условия): [б]0= 1960 кГс/кв.см
Допускаемые напряжения для корпуса аппарата:
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре 20 oC (рабочие условия): [б]K= 1960 кГс/кв.см Расчёт опорной обечайки по ГОСТ Р 51274-99
----Критерий устойчивости ----Предельное значение
Параметры опасного сечения
Координата сечения (от нижней точки основания): x = 360 мм Элемент, содержащий опасное сечение: Цилиндрический участок опоры Площадь: A = 2,057104 кв. мм
= 2,057104 / (3,142 * (1000+10 -2,8) * (10 -2,8)) =0,9027
Наименьший момент сопротивления: W = 0,4154107 куб.мм
= 4 * 0,4154107 / (3,142 * (1000+10 -2,8)2 *
=0,7241
(10 -2,8))
Расстояние от оси до центра тяжести: bs = 56,07 мм
= 56,07 / 1000 =0,05607
Осевая нагрузка, действующая в сечении x = 360 мм: F = 5421 кГс Изгибающий момент, действующий в сечении x = 360 мм: M = 0,3499106 кГс см
| Исполнительная толщина нижнего опорного кольца, | 40 | мм |
| s1: | ||
| Ширина нижнего опорного кольца, b1: | 2500 | мм |
| Выступающая ширина нижнего опорного кольца, b2: | 2200 | мм |
| Толщина сварного шва в месте приварки опорной | 40 | мм |
| обечайки, D1: | ||
| Анкерные болты: | ||
| Материал: | 10Г2С1 | |
| Номинальный диаметр, d: | 80 | мм |
| Количество, n | 36 | |
| Диаметр болтовой окружности, Dб: | 5000 | мм |
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения:
Расчётный изгибающий момент, M: 0,3676106 кГс см Расчётное осевое сжимающее усилие, F: 5421 кГс
Результаты расчёта:
Допускаемые напряжения для элемента опорного узла:
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре 20 oC (рабочие условия):
[б]= 1830 кГс/кв.см Допускаемые напряжения для опорной обечайки: Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре 20 oC (рабочие условия):
[б]20
0= 1960 кГс/кв.см Допускаемые напряжения для анкерных болтов: Допускаемые напряжения для материала 10Г2С1:
[б]B= 1700 кГс/кв.см Допускаемые напряжения для бетона:
5 Нагрузки на фундамент
| Изгибающий момент, | Горизонтальная | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Состояние | Осевая сила, кГс | ||||||
| кГс см | сила, кГс | ||||||
| Рабочие | 5421 | 0,3676106 | 502,1 | ||||
| условия | |||||||
| Условия | 5421 | 0,3676106 | 502,1 | ||||
| монтажа | |||||||
| Приведенные нагрузки на фундамент по АТК 24.200.04–90: | |||||||
| Максимальная приведенная нагрузка на фундамент: | |||||||
| = max{4 * 0,3676106 /1103 + 5421; 4 * 2,312105 /1103 + | = 2,519104 | ||||||
| 1,594104 ;} | кГс | ||||||
| Минимальная приведенная нагрузка на фундамент: | |||||||
| =4 * 0,3676106 /1103 -5421 = 9283 кГс | |||||||
| 6 Монтаж аппарата | |||||||
| безъякорным методом с помощью | |||||||
портала
Цель Рассчитать характеристики при подъёме аппарат с помощью самомонтирующегося портала и определение усилий в такелажной оснастке.
Безъякорный метод -наиболее прогрессивный метод монтажа вертикальных аппаратов, применяемый преимущественно для подъема единичных тяжеловесных аппаратов в стесненных условиях на фундаменты высотой до 2 м при соотношении диаметра и высоты поднимаемых аппаратов не менее чем 1:10. Процесс установки оборудования безъякорным способом состоит из трех этапов (рис, 1):
-самоподъем портала , соединенного с поднимаемым аппаратом
полиспастами, до момента начала подъема аппарата; -подъем аппарата с одновременным опусканием портала ; -доводка аппарата в проектное положение с одновременным опусканием
портала.
Сущность безъякорного метода монтажа с помощью портала заключается в следующем. Аппарат закрепляют в поворотном шарнире и стропят за монтажные штуцеры, располагаемые выше центра массы. Шарнирные опоры портала устанавливают в одной вертикальной плоскости с местом строповки аппарата (или с небольшим смещением) и соединяют стяжкой с шарниром аппарата. Стяжка служит для предотвращения горизонтального сдвига опор портала и перекоса оси поворотного шарнира в горизонтальной плоскости. Изготавливается стяжка из стального каната, проката или труб. Нагрузки на стяжку близки по величине на грузкам, возникающим в грузовых полиспастах, поэтому креплению стяжек уделяют особое внимание. Портал укладывают в исходном положении со стороны фундамента аппарата. Грузовые полиспасты портала соединяют с монтажными штуцерами на корпусе монтируемого аппарата.
За счет работы лебедок длина полиспаста сокращается, а портал поднимается из горизонтального в положение, близкое к вертикальному, используя поднимаемый аппарат в качестве якоря. При некотором угле наклона портала к горизонту начинается подъем аппарата. Затем аппарат постепенно поднимается, а портал совершает сложное движение. Сначала при малых углах подъема аппарата (до 3-5°) угол наклона портала к горизонту увеличивается (до 70-85°), а затем уменьшается. Длина полиспаста уменьшается до тех пор, пока не будет достигнуто положение неустойчивого равновесия системы аппарат-портал. При подходе к этому положению включают тормозную оттяжку и останавливают привод грузовых полиспастов.
h1 — высота фундамента под аппарат над шарниром портала, м;
с -расстояние по вертикали от образующей аппарата до точки строповки (с = h-h), м;
а -расстояние между вертикальной осью, проходящей через шарнир портала, и точкой строповки аппарата в исходном положении перед подъемом, м;
Lx Ly-проекции портала соответственно на горизонтальную и вертикальную плоскости при заданном угле подъема портала, м;
Ln-длина грузового полиспаста, м;
R-радиус колонны, м;
alfa-угол наклона портала к горизонту, град;
β-угол между нижней образующей аппарата и линией, соединяющей его шарнир с точкой строповки, в исходном положения аппарата перед подъемом, град;
φ-угол наклона аппарата к горизонту, град;
у-угол наклона полиспаста к горизонту, град.
Основные расчетные усилия и параметры
Для расчета применяем программный пакет MathCAD
P := 160000 Полный вес колонны Pn := 25000 Вес портала
Lцм := 6.770 Ln := 10.800 L := 14.000 b := 8.10
Lan := 13.500 h1 := 1.300 h := 1.8
c := h − h1 c = 0.5 a := 1.330
Угол подъема портала αр при некотором угле наклона аппарата (ф = 0-90°), когда система аппарат-портал находится в равновесии (так называемый равновесный угол подъема портала), находится по формуле (при любых значениях а):
b
⋅
sin (ω +αp)− A cos (ψ)⋅ L0 ⋅cos (ω) −
tan (αp)
LL
=
h1
⋅
Acos (ψ)⋅ L0 ⋅sin(ω)+ + b ⋅sin(ω)+ ⋅cos (ω)
h1
L LLL
Применяя встроенный метод решения систем уравнений находим
Given
b
⋅
sin (ω +αp)− A cos (ψ)⋅ L0 ⋅cos (ω) −
tan (αp)
C1
LL
h1 b
C2
⋅
A cos (ψ)⋅ L0 ⋅sin (ω) +
+⋅sin (ω) + h1 ⋅cos (ω)
L LLL
C1 − C2
0
1.00295
,
Find (αp C1 ,C2 )= 2.86484 2.86484
180 1.00295 ⋅= 57.4648
π
Получен угол равновесный угол в радианах Угол равновесный в градусах равен :
180
1.00295 ⋅
π
.
Усилие в грузовых полиспастах в начальный момент подъема
портала :
22
⋅
Pn Ln L+ h
Q0 :=
Q0 = 151235 Ньютон
L h
⋅
Усилие в грузовых полиспастах для любого положения поднимаемого портала (аппарат находится в горизонтальном положении,
22
⋅⋅ ( ⋅ (
Pn Ln L cos alfa) L sin alfa)
(Q alfa) :=⋅ +− 1
Lh h Строим график зависимости усилия от угла подъёма :
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
L sin (αp)− L0 sin (ω) − h1 γ2 := atan
L cos (αp)− L0 cos (ω) − b γ2 − = 0.90726
Отсчет против часовой стрелки по этому угол получен со знаком минус . Переводим в градусы
180
γ2r :=
γ2
⋅γ2r = 51.9819
π
Находим натяжение грузового полиспаста из условия равновесия портала :
⋅
Pn Ln ⋅cos (αp)
Q1 := L sin (αp −γ2) Q1 = 16272.52334
⋅
Находим натяжение грузового полиспаста из условия равновесия аппарата
⋅
P R ⋅cos (ψ)
Q2 := L0 sin (ω −γ2) Q2 = 16272.52334
⋅
Сходимость величин является показателем правильности расчета . Расчет длины полиспаста по мере подъёма представим в виде графика :
π shag := stop := αpL = 14
180
alfa := 0 , shag .. stop 2
(
⋅ ( ⋅ (
L1 alfa) := 
(L sin alfa) − h)2 + (L cos alfa) − a)R = 1097964.025 н
Выбираем канат стальной двойной свивки ГОСТ 3079-80 диаметром dс = 20,5 мм маркировочной группы 160 с разрывным усилием [S] = 163 т, вес 1 метра каната qс = 122 кг.
7.Основная литература. В. И. Ермаков, В. С. Шеин Ремонт и монтаж химического оборудования: Учебное пособие для вузов. Л.: «Химия», 1981. Рахмилевич З.З., Радзин И.М.., Фарамазов С.А. Справочник механика химических и нефтехимических производств – М.: «Химия» 1985 – 592 с. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т./ Ред. совет: В. С. Корсаков (пред.) и др.-М.: «Машиностроение», 1983. – Т. 2. Монтаж машин и агрегатов./ Под ред. В. С. Демина, П. П. Алексеенко, 1983. -360 с. В. З. Маршев и др. Монтаж машин и аппаратов универсального применения. – Справочник монтажника. М.: «Стройиздат», 1980
