1、萬(wàn)州新一代天氣雷達(dá)設(shè)備吊裝設(shè)計(jì)方案1概述萬(wàn)州新一代天氣雷達(dá)站址位于萬(wàn)州區(qū)太安鳳凰社區(qū)內(nèi)，海拔高度1066m，地勢(shì)開(kāi)闊，地形復(fù)雜，交通不便。本次擬吊裝雷達(dá)設(shè)備系統(tǒng)包括天線罩、天線、天線座。天線座底部距地面25.2m，天線罩最高處距地面35.82m，其重量如下表所示，總重量為10.5T。序號(hào)部 件 名 稱尺 寸（m）重量（kg）備 注高（直徑）寬深1天線罩10.6211.8811.883400分塊2天線（反射體）8.542.72410853天線座5.1781.9671.4565004發(fā)射機(jī)柜2.0321.870.7616005接收機(jī)柜2.000.60.82006綜合機(jī)柜2.000.60.82007

2、配電機(jī)柜2.000.60.8200該雷達(dá)站雷達(dá)產(chǎn)品屬貴重電子設(shè)備，設(shè)備對(duì)吊裝的安全性、可靠性和穩(wěn)定性要求很高。同時(shí)，還應(yīng)考慮到吊裝對(duì)設(shè)備自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的影響，不允許出現(xiàn)任何問(wèn)題，只能成功不能失敗。其中，吊裝方案的選擇、吊點(diǎn)的確定、重心的確定、結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、吊具安裝工藝性設(shè)計(jì)、鋼絲繩等輔具的選擇對(duì)整個(gè)吊裝過(guò)程成功與否是至關(guān)重要的。2吊裝方案的選擇 吊裝方案是否合理是決定成功與否的關(guān)鍵，主要按以下步驟確定吊裝方案：2.1先確定重量及重心位置 應(yīng)先對(duì)設(shè)備稱重或精確計(jì)算，以確定設(shè)備的重量及重心位置。這對(duì)吊裝方案的確定以及結(jié)構(gòu)件、鋼絲繩等輔具的計(jì)算選型必不可少。2.2選擇吊點(diǎn) 吊點(diǎn)選擇需按以下三個(gè)原則

3、： （1）設(shè)備重心位置接近四個(gè)吊點(diǎn)形成的圖形的形心附近； （2）便于吊具安裝。鋼絲繩與設(shè)備連接，通常需增加過(guò)渡件（結(jié)構(gòu)件），結(jié)構(gòu)件應(yīng)易于安裝，固定可靠； （3）對(duì)設(shè)備受力影響小。吊點(diǎn)最好能選擇在設(shè)備自身支撐部位。如不可行，也應(yīng)選擇在設(shè)備起吊后使設(shè)備受力較小的部位。因?yàn)槠鸬鹾蟮觞c(diǎn)變?yōu)閷?shí)際支撐點(diǎn)，使得設(shè)備受力情況發(fā)生變化。因此，吊點(diǎn)位置確定后，必須綜合考慮對(duì)設(shè)備受力的影響，確認(rèn)剛度、強(qiáng)度變化符合設(shè)備要求后，才能采用。 通常選擇四點(diǎn)。聯(lián)接吊鉤的鋼絲繩是傾斜的，鋼絲繩與水平面夾角控制在不小于4560之間。夾角越小，吊索內(nèi)力就越大，而且它的水平分力會(huì)對(duì)起吊設(shè)備產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力。因此該角一般不小于60。而

4、對(duì)于外形近似于方形的設(shè)備，鋼絲繩又不能接觸到設(shè)備，就必須加撐桿，鋼絲繩就被分為上下兩層。通常上層鋼絲繩為等長(zhǎng)不可調(diào)，下層為可調(diào)的，如圖1所示。2.3起吊高度的確定 根據(jù)設(shè)備高度ha、撐桿距離設(shè)備高度hb（800 mm1000mm），撐桿距離吊鉤距離hc（保證鋼絲繩與撐桿夾角大于60），總起吊高度H=ha+hb+hc如圖1所示。2.4吊機(jī)的選擇 起吊高度的起始位置H確定后，舉升高度已知，總重已知，設(shè)備寬度已知。可以根據(jù)以上已知數(shù)據(jù)選擇合適的吊機(jī)。2.5吊鉤位置的確定 吊鉤的高度現(xiàn)在已成為已知參數(shù)，還需確定在水平面上的位置。通常應(yīng)位于重心的正上方，特別對(duì)于要求水平起降的設(shè)備。否則就引起設(shè)備傾斜，傾

5、斜程度同重心與吊點(diǎn)在水平面上的投影的偏距成正比，對(duì)傾斜與否要求不高的設(shè)備允許吊鉤與重心在水平面上的投影不重合。3設(shè)計(jì)計(jì)算 當(dāng)?shù)跹b總體方案確定后，就要進(jìn)行吊具的設(shè)計(jì)計(jì)算。首先要計(jì)算出各吊點(diǎn)的受力情況（力的大小和方向），然后進(jìn)行各結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算，最后通過(guò)計(jì)算選擇合適的鋼絲繩和卸扣等起重附件。應(yīng)對(duì)整個(gè)吊具的每個(gè)環(huán)節(jié)從吊鉤至設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的分析和計(jì)算，不能遺漏。3.1結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)件通常采用鋼結(jié)構(gòu)焊接件，對(duì)于重要產(chǎn)品設(shè)備，舉升高度又較大，同時(shí)考慮到起吊時(shí)有一定的沖擊性，一般動(dòng)載荷系數(shù)取1.1，對(duì)于重要結(jié)構(gòu)件，安全系數(shù)建議采用2.5左右，對(duì)于次重要結(jié)構(gòu)件安全系數(shù)一般不小于2。3.2鋼絲繩的計(jì)

6、算（1） 起重用鋼絲繩的安全系數(shù)一般為310。根據(jù)用途不同取不同值。對(duì)于起重機(jī)（機(jī)械傳動(dòng)）n=56，對(duì)于千斤繩（繩扣、吊索）n=610。對(duì)于專用吊具，如果吊具使用次數(shù)少（例如隨產(chǎn)品配發(fā)使用），則鋼絲繩安全系數(shù)K可取8左右。若吊具經(jīng)常使用（例如批生產(chǎn)中），則n可取810。 鋼絲繩的拉力可按下式求得，如圖2所示。SK1K2/cosaQ/nP/K式中，k1為動(dòng)載荷系數(shù)一般取k1=1.1；k2為不均勻系數(shù)一般取k2=1.21.3；n為吊索（鋼絲繩）的分支數(shù)；為吊索各分支與垂直線夾角；Q為設(shè)備重量；P為吊索破斷拉力；K為安全系數(shù)。公式（1）適用于設(shè)備重心沒(méi)有條件測(cè)量以及對(duì)起吊設(shè)備傾角要求不高的情況，通常

7、4根鋼絲繩等長(zhǎng)，其中k2根據(jù)重心估計(jì)位置來(lái)定，吊鉤點(diǎn)在水平面上投影與重心在水平面投影偏差大（估計(jì)），則k2取較大值。反之取小。例如方艙吊具設(shè)計(jì)可采用公式（1）。如果設(shè)備重心位置有條件測(cè)量，同時(shí)對(duì)設(shè)備吊裝角度有較高要求的情況下，將公式（1）改為公式（2），即：Sx=K1K2TxP/K，x=1，2，3，4 （2）式中，Tx（x1，2，3，4）為各吊索拉力。由于各點(diǎn)拉力Tx均可求出，故此時(shí)不均勻系數(shù)K2應(yīng)為1。公式（2）變?yōu)椋篠x=K1TxP/K，x=1，2，3，4 （3） 或PKSx （4）按照公式（4）求出破斷力，根據(jù)破斷力選出合適的鋼絲繩。吊索用鋼絲繩型號(hào)最好選用637鋼絲繩。 （2）鋼絲繩長(zhǎng)

8、度的確定。 對(duì)于需以一定姿態(tài)吊裝的設(shè)備，即對(duì)于水平起吊要求很高或以一定傾斜角吊裝時(shí)，例如將設(shè)備與另一設(shè)備對(duì)接。重心與吊鉤在水平面上的投影必須重合，如圖3所示。由于重量、重心的測(cè)量誤差，鋼絲繩加工誤差和自身具有一定彈性，使得實(shí)際情況產(chǎn)生偏差，而安裝要求角度的精度較高，這就要求鋼絲繩長(zhǎng)度采用可調(diào)式的。對(duì)于有撐桿的情況，一般將撐桿以上四根鋼絲繩設(shè)計(jì)為等長(zhǎng)不可調(diào)式，撐桿以下四根鋼絲繩設(shè)計(jì)為不等長(zhǎng)可調(diào)式，如圖4所示。試吊時(shí)，通常采用手動(dòng)葫蘆代替可調(diào)鋼絲繩，如圖5所示。一個(gè)方向上調(diào)整需兩只葫蘆，兩個(gè)方向上調(diào)整應(yīng)準(zhǔn)備三個(gè)葫蘆，調(diào)整手動(dòng)葫蘆，待被吊設(shè)備達(dá)到實(shí)際所需角度時(shí)，測(cè)量葫蘆兩頭的長(zhǎng)度，并將可調(diào)式鋼絲繩按

9、此長(zhǎng)度加工成不可調(diào)式鋼絲繩。此時(shí)，鋼絲繩的長(zhǎng)度就完全確定了。 3.3卸扣的選定 根據(jù)各吊點(diǎn)的荷載，選擇合適的卸扣。3.4補(bǔ)充說(shuō)明 對(duì)于重心位置不能確定而起吊角度又有一定要求的設(shè)備，可采用估算法確定其重心的一定范圍，采用上述方法，分別確定在上限和下限兩個(gè)極限位置時(shí)各結(jié)構(gòu)件、鋼絲繩、卸扣等附件的參數(shù)，并取最大值作為最終參數(shù)，保證兩個(gè)極限位置都可起吊。4舉例說(shuō)明下面以某產(chǎn)品的吊裝設(shè)計(jì)為例來(lái)加以說(shuō)明，如圖6所示。 該產(chǎn)品為某產(chǎn)品天線車，上有天線、冷卻等設(shè)備，需將其整體吊裝。因此，為確保吊裝工作的安全必須設(shè)計(jì)專用吊具。4.1吊裝方案的選擇（1）對(duì)該設(shè)備稱重，可得重量及水平面上的重心位置，如圖6所示。（2

10、）利用原天線車下四個(gè)支撐法蘭中的后兩個(gè)，設(shè)計(jì)一箱型截面梁與法蘭螺栓聯(lián)接，鋼絲繩采用兜的方式與箱梁聯(lián)接形成一對(duì)吊點(diǎn)。天線車鵝頭圓弧處加一個(gè)工字型截面橫梁，鋼絲繩通過(guò)卸扣與工字梁兩端聯(lián)接，形成另一對(duì)吊點(diǎn)。為使鋼絲繩不與設(shè)備接觸，需加兩付撐桿。撐桿兩端通過(guò)卸扣與鋼絲繩聯(lián)接，這樣就形成了上下兩層鋼絲繩，如圖6所示。這個(gè)方案的選擇符合吊點(diǎn)選擇的三個(gè)原則，其中選擇這四個(gè)點(diǎn)，使受力點(diǎn)接近設(shè)備自身支撐部位（千斤頂、支撐法蘭），受力變化產(chǎn)生的影響最小。（3）起吊高度H的確定：由圖6可知ha3120，hh985，hr5187，Hha+hh+hr10000。 （4）吊機(jī)的選擇:求得起吊高度H=10m，舉升高度為已知

11、，暫定5m。查閱吊機(jī)手冊(cè)，根據(jù)設(shè)備外形尺寸，可得設(shè)備重心距離吊機(jī)臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心最小距離，應(yīng)選擇70t吊機(jī)。 （5）吊鉤位置的確定：為保證設(shè)備平穩(wěn)離地，就應(yīng)使吊鉤位于重心的正上方，使得吊鉤在水平面上的投影與重心在平面上投影重合。4.2設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 設(shè)備外形尺寸及受力情況如圖6所示。采用箱型梁,長(zhǎng)度3.3 m，材料為16Mn。經(jīng)計(jì)算,安全系數(shù)為2.5，截面尺寸為290mm190mm10mm6mm。4.2.2鋼絲繩的計(jì)算（a）根據(jù)受力圖分別計(jì)算前端和后端的鋼絲繩拉力，如圖7所示。T1cos66 T2cos79T1sin66 T2sin79 28tT1 9.3t T2 19.9t采用公式（

12、3），得：S1 K1T1 1.19.310.2tS2 K1T2 1.119.921.9t前端兩點(diǎn)采用單根鋼絲繩，左右各1根，S1S1/25.1t后端兩點(diǎn)采用兩根兜的方式，左右各2根，S2S2/45.475t 采用公式（4），得： PKS285.47543.8t查手冊(cè)：應(yīng)選用637鋼絲繩，鋼絲繩直徑28 mm，破斷拉力45.65 t。 （b）鋼絲繩長(zhǎng)度的確定。為保證水平狀態(tài)起吊，通過(guò)作圖，可得上層鋼絲繩長(zhǎng)度尺寸,通常設(shè)計(jì)成等長(zhǎng)。同理，可得下層鋼絲繩的尺寸（直接在圖上量?。２⑾聦右粚?duì)連接工字梁的鋼絲繩，設(shè)計(jì)成可調(diào)（手動(dòng)葫蘆），待試吊后最后確定其長(zhǎng)度。4.3卸扣的選定 根據(jù)各鋼絲繩連接處受力計(jì)算結(jié)果，前一對(duì)選擇大于的卸扣，即8t卸扣，后一對(duì)選擇大于的卸扣，即15t卸扣。 雷達(dá)的實(shí)用吊具就是按上述方案設(shè)計(jì)的，從吊具多次使用情況看，是安全可靠的。5結(jié)束語(yǔ)吊裝往往是雷達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、總成、調(diào)試后的最后階段，重要性非同一般。如果出問(wèn)題，一方面所造成的財(cái)產(chǎn)損失巨大；另一方面對(duì)進(jìn)度的影響將無(wú)法挽回。吊裝技術(shù)看似簡(jiǎn)單，往往易被忽視。因此，除給予高度重視外，在雷達(dá)方案論證階段就要考慮如何吊裝，并同總體方案一起進(jìn)行論證。綜合以上設(shè)計(jì)方案，結(jié)合本工