雷达设备吊装设计方案

1、万州新一代天气雷达设备吊装设计方案1概述万州新一代天气雷达站址位于万州区太安凤凰社区内，海拔高度1066m地势开阔，地形复杂，交通不便。本次拟吊装雷达设备系统 包括天线罩、天线、天线座。天线座底部距地面25.2m,天线罩最高处距地面35.82m,其重量如下表所示，总重量为 10.5T。序部件名称尺寸（m重量（kg）备注号高（直径）宽深1天线罩10.6211.8811.883400分块2天线（反射体）8.542.72410853天线座5.1781.9671.4565004发射机柜2.0321.870.7616005接收机柜2.000.60.82006综合机柜2.000.60.82007配电机柜2

2、.000.60.8200该雷达站雷达产品属贵重电子设备， 设备对吊装的安全性、可靠 性和稳定性要求很高。同时，还应考虑到吊装对设备自身结构强度、 刚度的影响，不允许出现任何问题，只能成功不能失败。其中，吊装 方案的选择、吊点的确定、重心的确定、结构件设计、吊具安装工艺 性设计、钢丝绳等辅具的选择对整个吊装过程成功与否是至关重要2吊装方案的选择吊装方案是否合理是决定成功与否的关键， 主要按以下步骤确定 吊装方案：2.1 先确定重量及重心位置应先对设备称重或精确计算， 以确定设备的重量及重心位置。 这 对吊装方案的确定以及结构件、钢丝绳等辅具的计算选型必不可少。 2.2 选择吊点吊点选择需按以下三

3、个原则：（1）设备重心位置接近四个吊点形成的图形的形心附近；（2）便于吊具安装。钢丝绳与设备连接，通常需增加过渡件（结 构件），结构件应易于安装，固定可靠；（3）对设备受力影响小。吊点最好能选择在设备自身支撑部位。 如不可行， 也应选择在设备起吊后使设备受力较小的部位。 因为起吊 后吊点变为实际支撑点，使得设备受力情况发生变化。因此，吊点位 置确定后，必须综合考虑对设备受力的影响，确认刚度、强度变化符 合设备要求后，才能采用。通常选择四点。 联接吊钩的钢丝绳是倾斜的， 钢丝绳与水平面夹角a控制在不小于45°60°之间。夹角越小，吊索内力就越大， 而且它的水平分力会对起吊设备

4、产生相当大的压力。 因此该角一般不 小于 60°。而对于外形近似于方形的设备，钢丝绳又不能接触到设 备，就必须加撑杆，钢丝绳就被分为上下两层。通常上层钢丝绳为等长不可调，下层为可调的，如图1所示2.3起吊高度的确定根据设备高度ha、撑杆距离设备高度hb （800 mmr 1000mm,撑杆距离吊钩 距离hc （保 证钢丝绳与 撑杆夹角大 于 60 °）， 总起吊高度H=ha+hb+hc如图1所示2.4吊机的选择起吊高度的起始位置H确定后，举升高度已知，总重已知，设备 宽度已知。可以根据以上已知数据选择合适的吊机。2.5吊钩位置的确定吊钩的高度现在已成为已知参数，还需确定在水

5、平面上的位置。通常应位于重心的正上方，特别对于要求水平起降的设备。否则就引 起设备倾斜，倾斜程度同重心与吊点在水平面上的投影的偏距成正 比，对倾斜与否要求不高的设备允许吊钩与重心在水平面上的投影不 重合。3设计计算当吊装总体方案确定后，就要进行吊具的设计计算。首先要计算出各吊点的受力情况（力的大小和方向），然后进行各结构件的强度、刚度计算，最后通过计算选择合适的钢丝绳和卸扣等起重附件。应对整个吊具的每个环节 从吊钩至设备进行认真仔细的分析和计算，不能遗漏。3.1结构件设计结构件通常采用钢结构焊接件，对于重要产品设备，举升高度又 较大，同时考虑到起吊时有一定的冲击性，一般动载荷系数取 1.1，

6、对于重要结构件，安全系数建议采用2.5左右，对于次重要结构件安 全系数一般不小于2。3.2钢丝绳的计算（1）起重用钢丝绳的安全系数一般为 310。根据用途不同取不同值。对于起重机（机械传动）n=56,对于千斤绳（绳扣、吊索） n=610。对于专用吊具，如果吊具使用次数少（例如随产品配发使 数。用），则钢丝绳安全系数K可取8左右。若吊具经常使用（例如批生钢丝绳的拉力可按下式求得，如图2所示产中）,则n可取810S= K1 K2/cosa Q/n< P/K 式中k1为动载荷系数一般取k1=1.1 ;k2为不均匀系数一般取k2=1.21.3 ; n为吊索（钢丝绳）的分支数；a 为吊索各分支与垂

7、直线夹 角；Q为设备重量；P为吊 索破断拉力；K为安全系公式( 1)适用于设备重心没有条件测量以及对起吊设备倾角要 求不高的情况，通常 4根钢丝绳等长，其中 k2 根据重心估计位置来 定，吊钩点在水平面上投影与重心在水平面投影偏差大(估计) ，则 k2 取较大值。反之取小。例如方舱吊具设计可采用公式( 1)。如果设备重心位置有条件测量， 同时对设备吊装角度有较高要求 的情况下，将公式( 1)改为公式( 2)，即：Sx=K1 - K2 - Tx< P/K, x=1, 2, 3, 4(2)式中，Tx (x< 1, 2, 3, 4)为各吊索拉力。由于各点拉力Tx均可求出，故此时不均匀系数

8、 K2应为1。公式(2)变为：Sx=K1 - TxWP/K, x=1, 2, 3, 4(3)或 P>K- Sx(4)按照公式( 4)求出破断力，根据破断力选出合适的钢丝绳。吊 索用钢丝绳型号最好选用6X 37钢丝绳。( 2)钢丝绳长度的确定。对于需以一定姿态吊装的设备， 即对于水平起吊要求很高或以一 定倾斜角0吊装时，例如将设备与另一设备对接。重心与吊钩在水平 面上的投影必须重合，如图 3 所示。由于重量、重心的测量误差，钢 丝绳加工误差和自身具有一定弹性, 使得实际情况产生偏差, 而安装 要求角度的精度较高, 这就要求钢丝绳长度采用可调式的。 对于有撑 杆的情况, 一般将撑杆以上四根钢

9、丝绳设计为等长不可调式, 撑杆以 下四根钢丝绳设计为不等长可调式,如图 4所示。试吊时,通常采用手动葫芦代替可调钢丝绳，如图5所示。一个方向上调整需两只葫芦， 两个方向上调整应准备三个葫芦，调整手动葫芦，待被吊设备达到实 际所需角度时，测量葫芦两头的长度，并将可调式钢丝绳按此长度加工成不可调式钢丝绳。此时，钢丝绳的长度就完全确定了闻,汁吊吓建冈IH4 iK竝规示世|¥3.3卸扣的选 疋根据各 吊点的荷载， 选择合适的 卸扣。3.4补充说明对于重心位置不能确定而起吊角度又有一定要求的设备， 可采用估算法确定其重心的一定范围，采用上述方法，分别确定在上限和下 限两个极限位置时各结构件、钢

10、丝绳、卸扣等附件的参数，并取最大 值作为最终参数，保证两个极限位置都可起吊4举例说明下面以某图b 更产A/hYjKIN产品的吊装设计为例来加以 说明，如图 6 所示。该产品为 某产品天线车， 上有天线、冷却等设备，需将其整体吊装。因此，为确保吊装工作的安全必须设计专 用吊具。4.1吊装方案的选择（1） 对该设备称重，可得重量及水平面上的重心位置，如图6 所示。（2）利用原天线车下四个支撑法兰中的后两个，设计一箱型截 面梁与法兰螺栓联接，钢丝绳采用兜的方式与箱梁联接形成一对吊点。天线车鹅头圆弧处加一个工字型截面横梁， 钢丝绳通过卸扣与工 字梁两端联接，形成另一对吊点。为使钢丝绳不与设备接触，需加

11、两 付撑杆。撑杆两端通过卸扣与钢丝绳联接，这样就形成了上下两层钢 丝绳，如图6所示。这个方案的选择符合吊点选择的三个原则，其中 选择这四个点，使受力点接近设备自身支撑部位（千斤顶、支撑法兰）， 受力变化产生的影响最小。(3) 起吊高度H的确定：由图6可知ha= 3120 mm, hh= 985mm,hr = 5187 m, H= ha+hh+hr = 10000 mm。(4) 吊机的选择：求得起吊高度H=10m举升高度为已知，暂定 5m查阅吊机手册，根据设备外形尺寸，可得设备重心距离吊机臂转 动中心最小距离,应选择 70t 吊机。( 5)吊钩位置的确定：为保证设备平稳离地，就应使吊钩位于 重心

12、的正上方，使得吊钩在水平面上的投影与重心在平面上投影重 合。4.2 设计计算4.2.1 结构件设计设备外形尺寸及受力情况如图 6所示。采用箱型梁 ,长度 3.3 m， 材料为16Mn经计算，安全系数为2.5，截面尺寸为290mM 190mM 10mM 6mm4.2.2 钢丝绳的计算(a)根据受力图分别计算前端和后端的钢丝绳拉力，如图7所示。 cos66°=T2' cos79° sin66 °T2' sin79 ° = 28tT1'=9.3tT219.9t采用公式( 3)，得：Ki Ti'= 1.1 9.3 = 10.2tK

13、1 T2= 1.1 19.9 = 21.9t前端两点米用单根钢丝绳，左右各 1根，Si= S' /2 = 5.1t后端两点米用两根兜的方式，左右各 2根，S = S/ /4 = 5.475t米用公式（4），得:P > K- S= 8 5.475 = 43.8t查手册：应选用6X37钢丝绳，钢丝绳直径28 mm破断拉力45.65 t（b）钢丝绳长度的确定。为保证水平状态起吊，通过作图，可得上层钢丝绳长度尺寸，通常设计成等长。同理，可得下层钢丝绳的 尺寸（直接在图上量取）。并将下层一对连接工字梁的钢丝绳，设计 成可调（手动葫芦），待试吊后最后确定其长度。4.3卸扣的选定根据各钢丝绳连接处受力计算结果， 前一对选择大于的卸扣，即 8t卸扣，后一对选择大于的卸扣，即 15t卸扣。雷达的实用吊具就是按上述方案设计的，从吊具多次使用情况看，是安全可靠的。5结束语吊装往往是雷达产品设计、加工、总成、调试后的最后阶段，重 要性非同一般。如果出问题，一方面所造成的财产损失巨大；另一方 面对进度的影响将无法挽回。吊装技术看似简单，往往易被忽视。因 此，除给予高度重视外，在雷达方案论证阶段就要考虑如何吊装，并 同总体方案一起进行论证。综合以上设计方案， 结合本工程