M150車銑加工中心吊裝施工方案的設(shè)計(jì)

丁惠泉

（南車戚墅堰機(jī)車有限公司，江蘇 常洲213011）

0 引言

根據(jù)生產(chǎn)需要，從奧地利進(jìn)口了M150車銑加工中心，該加工中心是一種精密設(shè)備，主要用于大尺寸配件的加工。為保證配件生產(chǎn)進(jìn)度的需要，需要在5個(gè)工作日內(nèi)完成該設(shè)備的吊運(yùn)和安裝。由于設(shè)備價(jià)值昂貴、精度高、體積較大，同時(shí)所需安裝的車間擁擠，已密布各種機(jī)加工設(shè)備、工裝，作業(yè)環(huán)境差，因此給設(shè)備吊運(yùn)和安裝帶來困難。為了保證吊裝作業(yè)安全和設(shè)備的安裝質(zhì)量，并在計(jì)劃時(shí)間完成吊裝，本文主要從車銑加工中心主機(jī)到廠后的卸車、開箱、吊運(yùn)、就位這四個(gè)方面設(shè)計(jì)了以下施工方案。

1 M150車銑加工中心主機(jī)吊裝方案的研究

M150車銑加工中心的主機(jī)凈重45000 kG，主機(jī)箱的毛重52635 kG，主機(jī)箱外形尺寸12.6m×3.85m×4.3m，7個(gè)附件箱，最大的附件箱外形尺寸5.95 m×2.3 m×2 m。車間門高4.6 m，寬4.3 m。

根據(jù)任務(wù)目標(biāo)的要求，通過對(duì)施工現(xiàn)場的實(shí)際觀察，現(xiàn)對(duì)兩種施工方案進(jìn)行分析，通過機(jī)具、場地、工期、勞動(dòng)力消耗對(duì)周圍作業(yè)的影響及其安全、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安裝質(zhì)量等目標(biāo)列表比較。

從表1中可以看出，通過對(duì)上述兩個(gè)吊裝方案對(duì)比，在確保安全可靠的前提下，周期短，費(fèi)用少，且對(duì)周圍影響小，為此應(yīng)選用方案一作為施工方案。

1.1 確定吊裝順序

整個(gè)設(shè)備吊裝過程可分為5個(gè)階段：準(zhǔn)備、卸車、開箱、滾運(yùn)、就位。

1）準(zhǔn)備階段。為防止在滾運(yùn)過程中對(duì)地坪的破壞，在需經(jīng)過路面上鋪設(shè)硬紙板和6 mm鋼板，卷揚(yáng)機(jī)、導(dǎo)向滑輪等如圖2所示進(jìn)行設(shè)置，其固定于立柱底部，并用木板作襯墊。

表1 M150車銑加工中心吊裝方案的對(duì)比表

圖1 車銑加工中心吊裝平面布置圖

圖2 車銑加工中心滾運(yùn)平面布置圖

2）卸車階段。在卸車前，先確認(rèn)車銑加工中心方向，正面朝南（與基礎(chǔ)安裝位置一致），避免車銑加工中心在滾運(yùn)過程中掉頭，增加工作量，卸車使用2臺(tái)汽車起重機(jī)抬吊，汽吊停放位置應(yīng)使吊臂幅度滿足起吊重量要求（如圖1所示）。

從結(jié)構(gòu)分析，該設(shè)備在長度方向載荷對(duì)稱，即兩吊點(diǎn)均分總載荷，正式起吊前應(yīng)進(jìn)行試吊，確認(rèn)兩吊點(diǎn)載荷分配，如有不均，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整汽吊停放位置，將設(shè)備吊起約50 mm左右后即指揮平板車駛離，將設(shè)備緩緩下降，底部高于地面100 mm左右時(shí)，將設(shè)備按順時(shí)針偏轉(zhuǎn)至吊臂幅度允許的最大值。調(diào)整汽吊乙至第二位置，如圖1所示，將設(shè)備偏轉(zhuǎn)90°，對(duì)正并盡量靠近車間門。

3）開箱階段。待拆除箱邊板固定后，用吊索將箱體固定，將箱頂及四壁整體吊離，察看設(shè)備底面結(jié)構(gòu)，選定安放臺(tái)車位置和牽引點(diǎn)，用車銑加工中心吊裝專用吊具將設(shè)備吊高100 mm后將底座拖走，將車銑加工中心下降至4只小臺(tái)車上，由于車間門外地坪有坡度，待牽引鋼絲繩受力后，才可松吊鉤。

4）滾運(yùn)階段。在滾運(yùn)過程中，需安排4個(gè)起重工，每人負(fù)責(zé)1個(gè)臺(tái)車，察看在滾運(yùn)過程中是否移位，安排2名指揮人員操作卷揚(yáng)機(jī)平穩(wěn)地沿直線牽引設(shè)備，接近預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)彎處時(shí)，應(yīng)用2臺(tái)爪式千斤頂分左右對(duì)稱位置同時(shí)將設(shè)備頂升，調(diào)整臺(tái)車與設(shè)備縱軸線間的夾角，應(yīng)保證左右兩側(cè)的夾角一致，設(shè)備實(shí)際偏轉(zhuǎn)的軌跡偏離預(yù)設(shè)的彎道時(shí)應(yīng)及時(shí)按上述措施調(diào)整小臺(tái)車與設(shè)備的夾角，當(dāng)因牽引夾角過大，設(shè)備在小臺(tái)車上發(fā)生橫移時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整牽引點(diǎn)位置（如圖2所示，A處和B處）直至將設(shè)備滾運(yùn)至基礎(chǔ)南側(cè)并與之平行，整個(gè)轉(zhuǎn)彎過程需調(diào)整小臺(tái)車角度3～4次。

5）就位階段。將小臺(tái)車調(diào)整至與設(shè)備成90°夾角，利用手拉葫蘆在B和C點(diǎn)牽引設(shè)備橫向移動(dòng)，在橫移過程中注意縱向位置，直至將設(shè)備牽引至安裝基礎(chǔ)正上方，用2臺(tái)千斤頂分2次將設(shè)備頂升200 mm后用硬木墊實(shí)，待安放地腳螺柱后，將設(shè)備降至調(diào)整墊鐵上，就位結(jié)束。

1.2 吊裝機(jī)具的選取

1）汽車起重機(jī)主要參數(shù)的選取。該車銑加工中心主機(jī)重52635 kg，如設(shè)備縱向?qū)ΨQ，F(xiàn)1=F2=G/2=26.32 t，根據(jù)試吊實(shí)際載荷調(diào)整，現(xiàn)預(yù)設(shè)F1=F2≤27 t，根據(jù)設(shè)備箱寬3.85 m及作業(yè)現(xiàn)場位置，應(yīng)選額定起重量50 t的汽車起重機(jī)2臺(tái)，其性能參數(shù)如表2所示，對(duì)照表2，在起重時(shí)起重機(jī)應(yīng)控制工作半徑≤5.5 m。

表250 t汽車起重性能表t

2）吊索的選取。吊索長度：選2根20 m長鋼絲繩（可用卸扣接長），鋼絲繩夾角小于20°。

FP=（F1/cosA）×K（A 取20°），其中吊索安全系數(shù)應(yīng)為6～8，初選 K=6。因此 FP=6×270/cos20°×2=862 kN。

查表可選6×37+1-φ42 mm鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度為1770 MPa，鋼絲繩破斷拉力FP=921 kN，吊索實(shí)際安全系數(shù)K=2FP×cosA（/2F）1=921×cos20°÷270=6.41。

3）卷揚(yáng)機(jī)的選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算牽引力F=fQg，式中：f為混合摩擦因數(shù)，一般取f=0.10～0.20，根據(jù)現(xiàn)場的坡度和地面鋪設(shè)鋼板不平、正常拐彎等情況綜合評(píng)定，滾運(yùn)路面情況較好，綜合摩擦因數(shù)f的值可取小值。

牽引滑輪組選用為2。

牽引鋼絲繩：6×37+1-φ16mm，公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa，鋼絲繩破斷拉力Fp=134 kN。

卷揚(yáng)機(jī)牽引力 F′=K1×F÷2=1.1×45÷2=24.75 kN，可選用3t以上卷揚(yáng)機(jī)。

1.3 吊裝的進(jìn)度及資源需求計(jì)劃

1）機(jī)具吊裝的進(jìn)度計(jì)劃。根據(jù)吊裝方案內(nèi)容、設(shè)備安裝進(jìn)度，以及各附件安裝的先后順序和持續(xù)時(shí)間，作出施工時(shí)間進(jìn)度表，見表3。

表3 M150車銑加工中心吊裝時(shí)間計(jì)劃

2）機(jī)具吊裝的資源需求計(jì)劃。機(jī)具吊裝的資源需求主要包括勞動(dòng)力和吊裝工作所需的材料需求，具體見表4和表5。

表4 主要工種勞動(dòng)力計(jì)劃

2 吊裝的安全技術(shù)措施

1）吊裝作業(yè)前的檢查和工作交底。所有作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守起重機(jī)械和起重作業(yè)安全技術(shù)操作規(guī)程，作業(yè)前，應(yīng)對(duì)起重機(jī)械、工具、吊索具進(jìn)行安全檢查。吊裝作業(yè)前，應(yīng)召集所有參加吊裝作業(yè)的人員進(jìn)行方案的交底，使大家清楚吊裝的內(nèi)容、作業(yè)順序及安全技術(shù)要求，做到心中有數(shù)、忙而不亂、配合默契。

表5 主要機(jī)具材料需用量計(jì)劃

2）起重指揮、汽吊司機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)操作人員，應(yīng)事先進(jìn)行溝通，確定指揮信號(hào)，正確執(zhí)行《起重吊運(yùn)指揮信號(hào)》標(biāo)準(zhǔn)。用2臺(tái)起重機(jī)卸車時(shí)，鋼絲繩應(yīng)保持垂直，各臺(tái)起重機(jī)的升降、運(yùn)行應(yīng)保持同步。

3）施工現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)施工安全教育，加強(qiáng)安全監(jiān)督管理。

4）開箱當(dāng)天應(yīng)確認(rèn)天氣良好，無雨、大風(fēng)天氣。

3 結(jié)語

通過對(duì)M150車銑加工中心主機(jī)吊裝方案的研究，此次車銑加工中心的吊裝由于前期準(zhǔn)備充分，相關(guān)方溝通及時(shí)以及加強(qiáng)了現(xiàn)場的組織協(xié)調(diào)，整個(gè)主機(jī)的卸車、開箱、滾運(yùn)就位以及附件的開箱和運(yùn)至車間等各項(xiàng)任務(wù)均順利實(shí)施，整個(gè)吊裝作業(yè)由計(jì)劃5 d縮短到3.5 d完成。從此次車銑加工中心的吊裝結(jié)果來看，大型精密設(shè)備的吊裝應(yīng)注重前期準(zhǔn)備，施工方案的優(yōu)選，作業(yè)前的技術(shù)交底及吊裝作業(yè)計(jì)劃和組織協(xié)調(diào)是十分重要的。

［1］ 薛標(biāo).安裝起重工（高級(jí)）［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999.

［2］ 王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.