薄壁类设备翻身工装设计

王立阳

摘 要：设备安装工程过程中，通常卧式设备运输到现场需要翻身，而设备本身经常属于薄壁类结构，或设备吊耳不能满足翻身需求。本文论证一种常用的翻身工装，并进行有限元计算校核。

关键词：翻身 工装 有限元计算

1、简介

在安装过程中，卧式设备运输到场后，经常有需要翻身的情况存在，而由于设计或厂家制造因素，往往会出现设备吊耳的分部不能满足设备翻身要求，或由于设备本体是薄壁结构，不存在可供翻身的吊点，在这种情况下，往往需要制作专门的翻身吊具，不仅费时费力，成本较高，而且不能二次利用，造成巨大的浪费。本文从现场的实际情况出发，设计一种专门用于翻身的工装，并且根据所翻身设备的规格尺寸不同，进行工装内部相关尺寸的调整，继而减少施工成本，降低施工难度。本文论述翻身工装的额定载荷为100T，安全系数取3。

2、工装结构设计

本文所描述工装制作采用Q235B碳素结构钢，规格为宽翼缘H型钢HW400×400，制作时采用双面坡口，角度45°，皆为满焊，且需注意焊脚高度不低于母材厚度的70%，工装外形尺寸为10000×5000×5000mm。在制作完成后，需要进行喷砂、油漆等防腐处理，避免结构出现锈蚀等情况。工装在使用之前，根据翻身设备的实际尺寸与重量进行设备上部吊耳的设计，进而将吊耳与工装进行焊接。翻身工装结构的具体尺寸如下：

图1 翻身工装平面图

3、工装制作与使用注意事项

工装在制作时，注意H型钢相互之间焊接时，由于之间的焊缝较多，且工作面较为狭窄，容易出现漏焊的情况。工装制作完成后，应注意及时进行防腐处理，并且使用防雨布等防护措施进行保护。由于工装翻身时存在瞬时的惯性力，故在在作业时要注意放慢速度，并且适当放大吊车吨位，避免使用接近极限吨位的吊车进行施工。由于工装底部与地面的接触面积较小，如果使用时地耐力不理想，可能会导致歪斜、倾覆等情况出现，进而发生危险，所以建议将工装布置在吊车专用的路基板上，然后再进行翻身施工。使用工装进行翻身前，应使用栓紧带等紧固工具将设备固定在工装上，避免设备在翻身的过程中发生脱落等危险。工装每次使用之前，都应当进行目视检查和关键焊缝的无损检测。

4、设备翻身注意事项

设备在翻身时，人员需实时监控，避免因翻身过快而引发瞬时惯性力。设备本体为薄壁结构或其他容易出现损伤的结构时，应当将设备连同运输鞍座分别固定在翻身工装上，方便设备的吊装就位。在翻身之前，翻身工装底部应当铺设木板等缓冲物，使设备平稳的由卧式状态转变为立式状态。设备在翻身过程中，可以使用锚点与倒链等起重工具与工装上的连接点固定，进而增加设备翻身的安全系数。

5、工装的有限元校核

本次计算校核使用100T的力施加在结构件上，得到如下图所示的应力与形变云图：

图3 应力云图

由上图可知，在经过100T的力下，构件的最大型变量为0.000431mm，最大应力为60.2Mpa，满足Q235B材料的使用要求。

6、结束语

此种翻身工装的设计，经过有限元软件校核后，安全系数大，能够在不同情况下满足现场特殊设备的翻身要求。且工装本身结构空隙较大，可以在翻身工装上添加测量仪器、缆风绳锚点等结构，以满足不同设备翻身的施工要求。本文所论述的工装尺寸较大，能够进行尺寸小于10000×5000×5000mm的设备翻身作业，进而降低成本，为薄壁卧式设备的安装提供便利。同时，在工装底部增设万向轮或其它行走机构后，能够运输体积较大的薄壁式电气箱柜，实现库房的二次倒运，或现场安装区域内设备的倒运，最大限度的實现工装的效能。