Pro/MECHANICA環(huán)境下管道支架優(yōu)化設(shè)計

螺栓聯(lián)接是煤礦機械中常用的一種聯(lián)接方式,通過帶螺栓多約束組件建立參數(shù)化模型,針對組件模型特性引入同步變化理論,構(gòu)建了基于組件的改進型多約束優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。在實例分析和優(yōu)化設(shè)計中,結(jié)合相關(guān)設(shè)計理論進行對比,證明了方法的合理性,從而為各種工程實際下的帶螺栓組多約束組件的合理有效設(shè)計提供了有力的理論和實踐依據(jù)。

鋼結(jié)構(gòu)管道支架的優(yōu)化設(shè)計 (2)

結(jié)合寶龍巷小區(qū)管道支架的制作安裝工作,對管道支架制作安裝的原則加以簡述,并簡要說明優(yōu)化設(shè)計的必要性,指出通過對機電專業(yè)管道支架的優(yōu)化設(shè)計,使設(shè)備管道安裝達到了良好的效果,并促進了施工安裝的進度。

管道支架 定義：用于地上架空敷設(shè)管道支承的一種結(jié)構(gòu)件。分為固定支架、 滑動支架、導(dǎo)向支架、滾動支架等。簡介：管道支架在任何有管道 敷設(shè)的地方都會用到，又被稱作管道支座、管部等。它作為管道的支 撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)管道的運轉(zhuǎn)性能和布置要求，管架分成固定和活動兩種。 設(shè)置固定點的地方成為固定支架，這種管架與管道支架不能發(fā)生相對 位移，而且，固定管架受力后的變形與管道補償器的變形值相比，應(yīng) 當(dāng)很小，因為管架要具有足夠的剛度。設(shè)置中間支撐的地方采用活動 管架，管道與管架之間允許產(chǎn)生相對位移，不約束管道的熱變形。 管道支架的分類及定義 按支架的作用分為三大類:承重架、限制性支架和減振架。 1承重架:用來承受管道的重力及其它垂直向下載荷的支架(含可 調(diào)支架)。 a)滑動架:在支承點的下方支撐的托架,除垂直方向支撐力及水 平方向摩擦力以外,沒有其他任何阻力。 b)彈簧架:包括恒力彈

管徑最大間距（m）單個支架重量（kg）支架長度（m）支架類型角鋼類型 dn253.50.66550.275i dn3240.682440.282i dn404.50.70180.29i dn5050.7260.3i dn6561.92390.795u dn8062.03280.84u dn10063.3930.9u dn12573.675750.975u dn15083.95851.05u dn2009.54.5241.2u dn250115.08951.35u 鋼管支架（單管） l=40*40*4 l=50*50*5 角鋼重量（kg/m） 2.420 2.420 2.420 2.420 2.420 2.420 3.770 3.770 3.770 3.77 3.77 0

管道支架 定義：用于地上架空敷設(shè)管道支承的一種結(jié)構(gòu)件。分為固定支架、 滑動支架、導(dǎo)向支架、滾動支架等。簡介：管道支架在任何有管道 敷設(shè)的地方都會用到，又被稱作管道支座、管部等。它作為管道的支 撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)管道的運轉(zhuǎn)性能和布置要求，管架分成固定和活動兩種。 設(shè)置固定點的地方成為固定支架，這種管架與管道支架不能發(fā)生相對 位移，而且，固定管架受力后的變形與管道補償器的變形值相比，應(yīng) 當(dāng)很小，因為管架要具有足夠的剛度。設(shè)置中間支撐的地方采用活動 管架，管道與管架之間允許產(chǎn)生相對位移，不約束管道的熱變形。 管道支架的分類及定義 按支架的作用分為三大類:承重架、限制性支架和減振架。 1承重架:用來承受管道的重力及其它垂直向下載荷的支架(含可 調(diào)支架)。 a)滑動架:在支承點的下方支撐的托架,除垂直方向支撐力及水 平方向摩擦力以外,沒有其他任何阻力。 b)彈簧架:包括恒力彈

管道支架估算： dn404.6kg/10m dn506.4kg/10m dn706.4kg/10m dn807kg/10m dn10014kg/10m dn12516kg/10m dn15018kg/10m dn20020kg/10m 以下依次類推，管經(jīng)大一號，加2kg/10m

管道安裝工程是建筑業(yè)不可分割的組成部分。在施工中，由于支架的構(gòu)造及制作 不當(dāng)，設(shè)置的位置不妥，導(dǎo)致管道的走向不順、排列不整齊和管道固定性能差、 噪聲大等缺陷，管道的使用功能得不到最佳發(fā)揮?，F(xiàn)對管道安裝工程中支架質(zhì)量 問題進行一些簡要分析及淺談一下防治的對策。 一、管道支吊架是管道安裝中不可缺少的組成部分。支吊架的功能可概括為 三個方面：承受管道載荷(包括管道內(nèi)的介質(zhì)荷重)、限制管道的位移和控制管道 振動(管道內(nèi)介質(zhì)流動發(fā)生變化和設(shè)備運轉(zhuǎn)變化時所產(chǎn)生的振動)。其中以承受管 道重力荷載為支吊架最主要、最普遍的功能。正確選用支吊架，可以減小管道體 系的應(yīng)力及管道對設(shè)備的推力和力矩。使管道和沒備能夠長期安全運行。 二、支吊架的制作好壞直接影響到承受管道載荷功能的作用。在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的 支吊架制作質(zhì)量問題，大體存在以下幾個方面： 1．支吊架型鋼連接方式不妥； 2．焊接的焊縫不符合施

管道種類型鋼含量(kg/m)管道數(shù)量(m)支吊架重量(kg) 鍍鋅鋼管dn150.5850 鍍鋅鋼管dn200.5850 鍍鋅鋼管dn250.6111153.07704.52577 鍍鋅鋼管dn320.689469.68324 鍍鋅鋼管dn400.68992.1663 鍍鋅鋼管dn500.728280.62204 鍍鋅鋼管dn650.5985.8640.64 鍍鋅鋼管dn800.624288.54180 鍍鋅鋼管dn1000.754143.221081.4 鍍鋅鋼管dn1501.0497.08101 鍍鋅鋼管dn1250.8710 無縫鋼管dn1080.7540 無縫鋼管dn1330.8710 無縫鋼管dn1591.5210 無縫鋼管dn2191.7940 1688 支

二、型號說明 1.管托形式 eb――隔熱型管托 ca――隔冷型管托 ec――隔熱、隔冷兩用型管托 ea――普通型管托 2連接形式 k――卡箍型 h――焊接型 3底板形式 1――滑動型（四氟與不銹鋼，摩擦系數(shù)0.1） 2――導(dǎo)向型（四氟與不銹鋼，摩擦系數(shù)0.1） 3――滑動型（四氟與四氟，摩擦系數(shù)0.06） 4――導(dǎo)向型（四氟與四氟，摩擦系數(shù)0.06） 5――滑動型（碳鋼與碳鋼，摩擦系數(shù)0.3） 6――導(dǎo)向型（碳鋼與碳鋼，摩擦系數(shù)0.1） 7――焊接固定型 8――限位擋板固定型 4、公稱直徑 管道的公稱直徑分兩大系列；a系列和b系列，a系列為英制規(guī)格，b系列為公制規(guī)格。當(dāng) 管道直徑為英制規(guī)格時，dn100的管道表示為100。 5、管托高度：單位為ｍｍ。 6、管托長度：單位為ｍｍ。 三、選型示例 如dn150的蒸汽管道，設(shè)

管道支架的設(shè)計 首先我們應(yīng)明確哪類管架應(yīng)該土建專業(yè)設(shè)計,哪類管架應(yīng)該配管專業(yè) 設(shè)計。支承管道的管架通常分為三部分： 1、屬于土建結(jié)構(gòu)部分。習(xí)慣稱之為“管架”或“管廊”，包括內(nèi)管 廊和外管廊。 2、管道與土建結(jié)構(gòu)之間相接的各種支、托、吊部分。 3、生根在建筑結(jié)構(gòu)上的各種支架，高度通常在２ｍ以下。 通常第一類支架由配管專業(yè)提供條件，由土建專業(yè)設(shè)計完成；第二 類支架通常由配管專業(yè)負責(zé)設(shè)計；第三類支架在建筑物上的預(yù)埋件由土 建專業(yè)設(shè)計，其他部分由配管專業(yè)完成。 ⒈管道支架的分類及定義 按支架的作用分為三大類：承重架，限制性支架和減振架。 1承重架：用來承受管道的重力及其它垂直向下荷載的支吊架。 它又可分為：剛性支吊架、可變支吊架或彈簧吊架、恒力吊 架。 ａ、剛性支吊架：用于無垂直位移的場合。 ｂ、可變支吊架或彈簧吊架：用于有少量垂直位移的場合。 ｃ、恒力吊架：用于垂直位移較大的地方。

項目單位取值范圍計算公式 附件長度（l）m 支吊架間距（l）m 兩側(cè)相鄰支吊架間距（l1）m 管道直徑（d)mm 過流介質(zhì)比重（m）kn/m3水為1000kn/m3、空氣1.293kn/m3 管道單位長度重力（q1）kn/m 管道總單位長度重力（q）kn/mq1＋π×（d/2/1000）^2×1×m 附件重力（q）kn 附件中心至支吊架a距離（a）m 附件中心至支吊架b距離（b）ml-a 附件荷載分配系數(shù)（kafp）b/l 附件荷載分配系數(shù)（kbfp）1-kafp a支吊架分配荷載（fafp）工作荷載kn0.5×q×(l+l1)+kafp×(q-l×q) b支吊架分配荷載（fbfp）工作荷載kn0.5×q×(l+l1)+kbfp×(q-l×q) a支吊架分配荷載（fafp）結(jié)構(gòu)荷載knfa

裝載機大臂是裝載機工作裝置中非常重要的一個部件,承載變化比較大,其承載性能直接影響裝載機的整機性能,因此,裝載機大臂的優(yōu)化設(shè)計是裝載機生產(chǎn)企業(yè)關(guān)心的重要問題。采用cad/cam/cae集成軟件pro/e完成裝載機大臂的計算機輔助工程分析與優(yōu)化設(shè)計,使用pro/e建模軟件包完成大臂的組件模型,在與pro/e無縫集成的pro/mechanica模塊中完成大臂的工程分析與優(yōu)化設(shè)計,從而實現(xiàn)大臂的cad/cae集成。

管道支架分類 管道支架 用于地上架空敷設(shè)管道支承的一種結(jié)構(gòu)件 分為固定支架、滑動支架、導(dǎo)向支架、滾動支架等。 管道支架在任何有管道敷設(shè)的地方都會用到，又被稱作管道支座、管部等。 它作為管道的支撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)管道的運轉(zhuǎn)性能和布置要求，管架分成固定和活動 兩種。設(shè)置固定點的地方成為固定支架，這種管架與管道支架不能發(fā)生相對位移， 而且，固定管架受力后的變形與管道補償器的變形值相比，應(yīng)當(dāng)很小，因為管架 要具有足夠的剛度。設(shè)置中間支撐的地方采用活動管架，管道與管架之間允許產(chǎn) 生相對位移，不約束管道的熱變形。 按用途可分為活動支架（允許管道在支架上有位移的支架）和固定支架 （固定在管道上用的支架）。固定支架用在不允許管道有軸向位移的地方。 1.導(dǎo)向支架 多用于管道安裝工程。 定義：導(dǎo)向支架是用來保證管線按一定方向位移，限制其他方向位移。導(dǎo)向 支架按照使用功能，還分為只允許管線沿一個方

附表：3 序號公稱直徑型鋼（kg/m）延長米總重量 鍍鋅鋼管 1dn150.941 2dn200.96395.0091.504 3dn250.96976.0073.6288 4dn320.98647.0046.3232 5dn401.01938.0038.7296 6dn500.98033.0032.34 7dn651.042 8dn801.568 9dn1001.832 10dn1251.712 11dn1501.888 焊接鋼管 1dn150.946 2dn200.969124120.1312 3dn250.974166161.7504 4dn320.991154152.6448 5dn401.0258284.0336 6dn500.9866160.1216 7dn65

管道支架大樣圖

管徑不保溫（m）保溫（m） dn152.51.5 dn253.52 dn3242.5 dn4053 dn5053 dn6564 dn8064 dn1006.54.5 dn12576 dn15087 注：具體數(shù)量的計算根據(jù)實際情況排列，穿墻時應(yīng)算一個支點。 管徑不保溫管支架（kg/個）保溫管支架（kg/個） dn152.092.42 dn252.152.49 dn322.152.49 dn402.352.55 dn502.352.75 dn652.853.17 dn802.933.41 dn1003.093.41 dn1254.365.14 dn1504.735.47 管徑重量（kg） dn150.12 dn250.13 dn320.14 dn400.15 dn500.33 dn650

管徑含量kg/m dn200.73 dn250.75 dn320.87 dn400.8 dn500.8 dn650.8 dn800.95 dn1001.17 dn1251.33 dn1501.59 dn400.28 dn500.28 dn650.27 dn800.27 dn400.56 dn500.56 dn650.46 dn800.48 dn1000.58 dn1250.67 dn1500.8 dn500.16 dn750.16 dn1000.21 dn1250.21 dn1500.27 dn2000.27 采暖干管 采暖立管 給水管 排水鑄鐵管

管道支架間距 用于碳鋼，計算溫度280度，std壁厚。 特別說明：僅供參考！ 化工長的管道尤其是室外管道常需要管架支撐，嚴(yán)格一點應(yīng)該確定每米管長的 最大重量（管道自重、保溫、充滿介質(zhì)、其它風(fēng)雪荷載），可查閱現(xiàn)成數(shù)據(jù)表， 最科學(xué)是按照強度、剛度條件計算取最小值（工藝管道設(shè)計方面的手冊上有計 dn 最大跨度(mm) 氣體液體 光管保溫70mm190kg/m3光管保溫70mm190kg/m3 253850230034502250 404750300041002800 505350360045503300 806550460054504200 1007500555061004900 1509150680071005800 20010500805079506700 2

管道公稱直徑單個支架長度（m）單個支架重量（kg）支架個數(shù)總重量（kg） dn400.260.711360 dn500.30.82080 dn650.320.875520 dn800.330.902880 dn1000.371.012320 dn1250.411.121760 dn1500.451.23120 0 管道公稱直徑單個支架長度（m）單個支架重量（kg）支架個數(shù)總重量（kg） dn400.4551.244880 dn500.4751.29960 dn650.511.395360 dn800.5651.545840 dn1000.5951.627920 dn1250.6651.819440 dn1500.711.942560 0 管徑152025324050

管徑 dn(mm) 管重 (n/m) 支架間 距(m) 固定支架最 大間距(m) 波紋管有效 面積cm2 補償量 mm 軸向剛度 n/mm 管內(nèi)徑 mm 工作壓力 mpa 1003285601451502101061.6 1255396602041502401311.6 1507266602751502801501.6 20013038805512003462071.6 25014538807982003802591.6 30017401010011092002983111.6 35022291010014372003203631.6 40030641310017932204184101.6 45036681310022052204464621

#12槽鋼支架 #12槽鋼支架 #12槽鋼架 50*5大門子架 40*4吸頂u型架 50*5貼梁門架 40*4l架 t字立管架 40*4丁字架 #10槽鋼架 #10槽鋼架