Реферат: Монтаж колонны безъякорным методом

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,40ммs1:

Ширина нижнего опорного кольца, b1:2500ммВыступающая ширина нижнего опорного кольца, b2:2200ммТолщина сварного шва в месте приварки опорной40ммобечайки, D1:

Анкерные болты:

Материал:10Г2С1
Номинальный диаметр, d:80ммКоличество, n36
Диаметр болтовой окружности, Dб:5000мм

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 смсила, кГсРабочие 54210,3676106502,1условия
Условия 54210,3676106502,1монтажа
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 + = 2,5191041,594104 ;} кГсМинимальная 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

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

/>