基于CAM平台的大型设备吊装模拟实现

    随着炼油化工装置及设备的大型化与复杂化，对安装施工技术的要求不断提高。而采用传统的作图法、计算法解决大型设备吊装施工过程的模拟验证、吊耳的应力校核等安装施工技术问题较为复杂甚至难以完成，难以适应发展需求。本文基于CAM 平台，依据现场施工场地、设备重量和形状、吊车性能等，制作三维基础模型，模拟设备进场运输、吊装实施的过程，并进行应力计算与分析，分析判断相互干涉影响及是否有过载情况发生，以实现对大型设备吊装的模拟验证，并以某石化公司300万t/a柴油加氢反应器吊装为例说明。

1 吊装方案拟定

    300万t/a柴油加氢精制反应器设备规格Φ5093×25741，吊装总重为437.9t，三维模型见图1。

    图1 加氢反应器三维模型

    吊装采用单吊车提吊、单吊移送工艺：使用利勃海尔(LR1750)750t履带式吊车主吊，采用德玛格(TC2600)的500t桁架臂汽车式吊进行溜尾。吊装过程为首先750t与500t配合水平抬吊加氢反应器，吊离支撑高度后，750t主吊车向上提升设备，同时500t溜尾吊车旋转，在两吊车的配合下，使加氢反应器逐渐由水平位置过渡到竖直位置，之后500t吊车脱钩，750t吊车单机将反应器吊装就位，平面图见图2。

    图2 某加氢反应器吊装平面布置图

2 基于CAM平台的吊装模拟方法

2．1 利用CAM平台创建三维基础模型

    依据现场施工场地、设备形状、吊车及吊索具结构性能参数等，按照实际比例，进行建模。建模过程中设备尺寸、吊车的旋转半径、吊杆长度、现场场景及反应器就位时的位置参数为主控参数，必须与测量数据一致。主吊车三维模型见图3，溜尾吊车三维模型见图4，反应器三维模型见图1。

2．2 运动参数计算

    模拟所使用的500t吊车底盘中心单元大齿轮齿数为Z1=150，液压电机行星齿轮齿数为Z2=22，仿真模拟中，赋予行星齿轮虚拟旋转马达并控制其速度为4 RPM (4圈／min)，由加氢反应器吊装平面图5数据可得出500t需要转动角度为87°，由此可得：

    图5 S吊霄变幅角度平面图

    由计算可得出，可得出主吊车吊钩线性马达模拟速度为1030mm／s，控制溜尾吊车S吊臂变幅角度为△_φ=3°。

2．3 运动程序设计与加载

2．3．1 程序设计

    为实现运动的精确控制，真实模拟实际运动过程，进行运动控制程序设计，程序核心代码见图6，程序设计数据来源于上文所计算的运动参数，程序设计坐标设置见图7。