合理利用頂棚立柱安裝2 噸電動葫蘆單軌起重機

殷其芝

（南京鐵牛起重機械有限公司，江蘇 南京210044）

1 合同來源

2018 年5 月，浙江大維高新技術(shù)股份有限公司承接江蘇鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司#5-6 號機組電除塵改造項目，委托我方負責(zé)8臺CD1 型2 噸電動葫蘆單軌起重機采購及安裝項目。

2 安裝電動葫蘆單軌起重機唯一方案確定

2018 年6 月，我方派工程技術(shù)人員二次去現(xiàn)場檢查，測量，拍照，進行方案設(shè)計，現(xiàn)場情況比較復(fù)雜，具有一定程度的困難：

2.1 電除塵平面距離地面高度30 米，施工層到房頂有8米，需要搭設(shè)固定式腳手架。

2.2 現(xiàn)場施工層面全部都是運行設(shè)備，不能碰，不能損壞，造成損壞后果不堪設(shè)想。

2.3 由于電除塵層面已使用十幾年，安裝設(shè)備較多，布滿了電源柜，電動機，變壓器，振動器，電風(fēng)扇等設(shè)備，沒有預(yù)留安裝電動葫蘆單軌起重機基礎(chǔ)位置，安裝設(shè)備底板較薄，沒有穩(wěn)固的力點支撐，不能作為起吊設(shè)備基礎(chǔ)。

2.4 現(xiàn)場電除塵層面頂棚立柱是承載構(gòu)件，是從0 米基礎(chǔ)延伸上來的，合理利用頂棚立柱加以改造，在頂棚立柱上重新設(shè)計制作焊接牛腿，焊接懸臂梁，在懸臂梁下方懸掛工字鋼運行軌道，安裝2 噸電動葫蘆是唯一可行的方案。

3 新裝電動葫蘆運行軌跡

#5-6 電除塵安裝層面結(jié)構(gòu)相同，分為東側(cè)和西側(cè)，對稱布置，東側(cè)和西側(cè)中間原來分別安裝1 臺CD1 型3 噸電動葫蘆，可以把地面設(shè)備吊到電除塵位置沿工字鋼直線移動，直線距離27 米。

東側(cè)需要增加8 臺高頻電源，東側(cè)中間到東第一跨之間安裝4 臺，電動葫蘆運行軌跡從東側(cè)東第一跨立柱旁開始：直線運行9 米→一段半徑2.7 米90 度圓弧→直線運行5 米→東側(cè)中間原來安裝3 噸電動葫蘆處，可以來回移動；東側(cè)中間到西第一跨之間安裝4 臺，電動葫蘆運行軌跡從東側(cè)西第一跨立柱旁開始：直線運行9 米→一段半徑2.7 米90 度圓弧→直線運行5 米→東側(cè)中間原來安裝3 噸電動葫蘆處，可以來回移動。

西側(cè)需要增加8 臺高頻電源，電動葫蘆運行軌跡和東側(cè)相同。

4 CD1 型2 噸電動葫蘆單軌起重機計算任務(wù)書

4.1 危險截面分析

現(xiàn)場電除塵層面頂棚立柱是承載構(gòu)件，是從0 米基礎(chǔ)延伸上來的，在頂棚立柱上重新制作焊接牛腿，牛腿上焊接懸臂梁，在懸臂梁下方安裝工字鋼運行軌道，安裝2 噸電動葫蘆，其中最不安全的截面是工字鋼運行軌道，吊點間距離5.7 米需要校核。

4.2 主要技術(shù)參數(shù)

（1）CD1 型電動葫蘆，2t×6m。

（2）額定起重量2000Kg。

（3）起升高度：6000mm。

（4）電動葫蘆軌道梁,選用I28a 型工字鋼，材質(zhì)Q235A，連接方式：與懸臂梁固定成一體。

（5）跨度：5700mm。

（6）操作方式：地面操縱。

（7）工作級別：A3。

（8）工作環(huán)境：室內(nèi)。

（9）導(dǎo)電方式：安全滑觸線。

（10）小車運行速度：20m/min，起升運行速度：8m/min。

4.3 計算電動葫蘆軌道梁的強度、剛度、穩(wěn)定性

（1）I28a 型工字鋼，高度280mm，翼緣寬度122mm，筋板厚度8.5mm，其余參數(shù)查熱軋工字鋼的規(guī)格及截面特性（GB/T706-1988）。

（2）計算電動葫蘆軌道梁的強度

I28a 工字鋼，截面慣性矩Ix=7110cm4

截面抵抗矩Wx=508cm3

單位載荷gok=43.49kg·f/m=0.44Kg/cm

整體穩(wěn)定性系數(shù)ebc=0.806；穩(wěn)定性系數(shù)ebd=0.738；

屈服強度設(shè)計值f=2245Kg/cm2，跨度l=570cm，彈性模量E=2100000 Kg/cm2

按強度計算公式：Fb=2.204Wx·f/l－0.408gok·l

=2.204×508×2245/570－0.408×0.44×570

=4409.8Kg－102.3Kg

=4307.5Kg

（3）計算電動葫蘆軌道梁的剛度

按剛度計算公式：Fc=0.108E·Ix/l2－0.625gok·l

=0.108×2100000×7110/5702－0.408×0.44×570

=4963Kg－102.3Kg

=4860.7Kg

（4）計算電動葫蘆軌道梁的穩(wěn)定性

按穩(wěn)定性計算：L/b=570/12.2=46.7>16.5(許用值），故軌道應(yīng)進行整體穩(wěn)定性計算。

按穩(wěn)定性計算公式：Fk=2.204·ebc·Wx·f / l－0.408·ebc·gok·l/ebd

=2.204×0.806×508×2245/570－0.408×0.806×0.44×570/0.738

=3554.3Kg－111.8Kg

=3442.5Kg

電動葫蘆軌道梁容許集中載荷最小值為：=min[Fb，F(xiàn)c，F(xiàn)k]

=min[4307.5kg，4860.7Kg，3442.5Kg]

=3442.5Kg。

4.4 計算結(jié)論

根據(jù)以上計算可得，選用I28a 工字鋼，連接方式與懸臂梁固定成一體，電動葫蘆軌道梁容許集中載荷最小值為：3442.5Kg。

懸掛一臺CD1 型2t×6m 動葫蘆，起吊額定起重量為2000Kg 的物體，無論從強度、剛度、穩(wěn)定性方面都是可以安全使用的，該方案正確可行。

5 唯一方案確定帶來的安全性和經(jīng)濟效益

5.1 按照設(shè)計方案執(zhí)行，使用安全可靠，無后顧之優(yōu)；相反安裝在設(shè)備底板旁邊，承載力達不到負荷要求，日后使用存在安全隱患。

5.2 原材料的節(jié)約費用，先計算1 臺，東側(cè)中間到東第一跨之間，電動葫蘆運行軌跡，折合直線距離19 米，按照正常安裝圓弧形電動葫蘆單軌起重機，起升高度6 米，選用I32b 型工字鋼制作門架，數(shù)量5 副，1 副材料自重990Kg，合計4950Kg，材料安裝費合計34800 元，8 臺實際節(jié)約費用：278400 元。

6 單軌起重機圖紙設(shè)計

完成電動葫蘆單軌起重機總圖、牛腿零件圖等，具體查公司圖冊。

7 單軌起重機安裝方案

安裝工藝方案包括：（1）工字鋼材料處理；（2）工字鋼軌道牛腿、懸臂梁安裝；（3）工字鋼運行軌道安裝；（4）電動葫蘆安裝；（5）電氣安裝；（6）安全滑觸線安裝；（7）整機調(diào)試；（8）半載荷試車；（9）施工安全措施；（10）施工組織管理體系。以上第1-10 項具體內(nèi)容詳見施工工藝文件。

8 特種設(shè)備監(jiān)督檢驗研究院驗收和使用

8.1 按照設(shè)計圖紙及方案組織施工，2019 年1 月全部完工，自檢合格。

8.2 2019 年3 月鎮(zhèn)江市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗研究院檢驗，一次合格。

8.3 2019 年5 月業(yè)主電除塵改造項目過程使用，一切正常。

江蘇鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司電除塵改造項目，8 臺CD1 型2 噸電動葫蘆單軌起重機安裝按照設(shè)計方案執(zhí)行，節(jié)約經(jīng)濟成本，適用安全可靠，在火力發(fā)電廠同類型機組電除塵改造項目中可以推廣使用。