海工电气设备基座的优化设计.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2012年第3期（总第91期）海工电气设备基座的优化设计于栋亮，田庆明，陈霖，赵日升（上海外高桥造船有限公司，上海200137）摘要：为配合总体重量控制通过一系列强度计算，对电气设备基座进行了优化，使较笨重的支架优化为更简便通用，达到降本增效的目标。另外，对设备基座还进行了一些个性化设计。关键词：海洋平台；电气设备基座；优化设计中图分类号：U665文献标识码：B文章编号：2095-4069(2012)03-0014-04Abstract:For

2、thesakeofoverallweightcontrol,theoptimizationoftheelectricalequipmentmountingbaseisperformedbasedonaseriesofstrengthcomputationtomakethelumpishmountingbasesimpleandconvenientforgeneralpurposes,thusachievingthegoalofcostreduction.Moreover,someindividualizationdesignsa

3、realsoaddedtothemountingbase.Keywords:offshoreplatform;electricalequipmentmountingbase;designoptimization0引言海洋平台是人类用于开发海洋资源的基础化设施，集各种先进的设计与制造技术于一体，结构复杂，造价昂贵。如何在降低造价的同时提高结构的可靠性，是海工项目设计、建造的一个永恒命题。为提高平台的性能和可靠性，需要研究新的设计理论和技术，通过科学的计算方法，以获得优化的设计方案。通过对传统基座的分析，开发出一些新形式设备基座，并

4、综合考虑设备定位、安装时所遇到的难题，设计出一个专用安装工具。并对新旧形式基座作了综合分析。1基座分类根据平台建造的阶段，可以把基座的种类分为3类：1)预舾装：分段组立结束、冲砂涂装前阶段，由预舾装部施工的所有需烧焊的基座。2)总段舾装：分段总段（分段与分段拼接）结束、搭载之前安装的基座。3)最终舾装：搭载结束后，安装于总段与总段之间的基座（不便在预舾装阶段施工的基座）。2基座选用标准2.1材料验算举例：一个20kg的电气设备，基座腿长D150mm，按传统经验，选择50mm50mm5mm的角钢。根据型钢表（热轧等边角钢（G

5、B700-79））查得，50mm50mm5mm的角钢参考数值为：y1.42cm，4Iz11.21cm。[1]根据材料力学最大正应力公式MyI/z。式中：M——横截面的弯矩；——需求应力的点对中y2性轴的坐标；Iz——惯性矩。由于设备底座有4个脚，分摊到每个脚MM总/4，200.151.4210/80[2](411.2110)95(MPa)。一般角钢材料选用Q235-A，即屈服应力235MPa。根据ABS规范要0求，[]；[]。式中：[]——许用应力；——有效利用因子，AB

6、S规范要求船体结构材料的[2]有效利用因子选0.8，验算得95[]0.8235188MPa；虽此材料符合要求，但规格偏大。重新第一作者简介：于栋亮，男，助理工程师，1986年生。2007年江苏科技大学电气工程及其自动化专业毕业，现从事电气设计工作。收稿日期：2012-02-20于栋亮，等：海工电气设备基座的优化设计15选取40mm40mm5mm角钢。重复以上步骤算得159MPa，既满足要求，又减少了重量和制造成本。综上分析，影响角钢选型的参数为：设备的质量M、基座的脚高D，因此在角钢选型时可适当缩短角钢脚高

7、来降低角钢的规格，以达到减轻重量的目的。2.2根据设备重量选型表1的数据是根据以上公式计算所得，其规格数据较传统经验数据有所降低。表1设备基座所用角钢选用表设备规格基座高度（D≤200mm）基座高度（D>200mm）<20kg40mm×40mm×5mm50mm×50mm×5mm20~40kg（400mm×600mm）50mm×50mm×6mm63mm×63mm×6mm40~60kg（400mm×1000mm）63mm×63mm×6mm70mm×70mm×6mm>60kg（600mm×1000mm）70mm×70mm×6mm70m

8、m×70mm×8mm3注意事项1)小型设备尽可能选用形状类似的基座。2)考虑到空间和振动，基座的脚高尽可能短一点（尽量控制在300mm以内）。小型设备的基座适合采用70~100mm的脚高（务必确认是否包绝缘）。3)包有白铁皮的房间，设备基座的脚高应等于钢围壁离白