【摘要】：近幾十年,能源與環(huán)境的問(wèn)題已經(jīng)引起越來(lái)越多社會(huì)人士的廣泛關(guān)注,也已經(jīng)成為全球可持續(xù)發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題,大力開發(fā)利用風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)成為世界各國(guó)政府的重要選擇。隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)總量的迅猛增長(zhǎng),風(fēng)能已經(jīng)開始逐漸接管電力領(lǐng)域,但風(fēng)機(jī)相關(guān)的日常維修保養(yǎng)、主要零部件維修更換等配套產(chǎn)業(yè)都沒(méi)有跟上。目前,國(guó)內(nèi)風(fēng)電工程的施工方法缺乏相對(duì)獨(dú)立的專用維修平臺(tái),主要依靠引進(jìn)國(guó)外大型起重平臺(tái)完成,但引進(jìn)平臺(tái)的價(jià)格相當(dāng)昂貴,平臺(tái)損壞維修服務(wù)同樣得不到專業(yè)技術(shù)保障,給用戶帶來(lái)了很大的不便。因此,設(shè)計(jì)研發(fā)出一類新型的風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)是推進(jìn)國(guó)內(nèi)大型風(fēng)機(jī)維修工程進(jìn)一步發(fā)展的必要途徑。為此,本文以現(xiàn)有形式的維修起重平臺(tái)及汽車式起重機(jī)械為研究基礎(chǔ),以數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)為主要手段,設(shè)計(jì)一臺(tái)牽引式風(fēng)機(jī)外部維修起重平臺(tái),對(duì)該風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)進(jìn)行分析研究。首先,基于汽車式起重機(jī)的工作原理,結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙、塔筒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與特殊工況,分析對(duì)比了現(xiàn)有風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)中的兩種設(shè)計(jì)方案,即牽引式風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)和自爬升式風(fēng)機(jī)維修起重機(jī)平臺(tái),通過(guò)綜合分析比較,確定了牽引式風(fēng)機(jī)外部維修起重平臺(tái)的整體方案;其次,對(duì)風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)的主要零部件進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)選型,建立風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)的數(shù)字化樣機(jī)模型,基于平臺(tái)作業(yè)的實(shí)際工況,確定兩種最危險(xiǎn)的工況,建立ANSYS Workbench有限元模型,進(jìn)而針對(duì)平臺(tái)主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行靜力學(xué)分析,確保各主要受力部件能夠滿足強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)要求;為了進(jìn)一步分析該平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)特性,在有限元靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用ANSYS Workbench軟件的模態(tài)分析模塊得到平臺(tái)框架及起重吊臂兩個(gè)部分的前十階固有頻率與振型,從而在實(shí)際操作過(guò)程中,避免與提升機(jī)的振動(dòng)頻率產(chǎn)生共振,以減少這些因素帶來(lái)的不良影響;對(duì)起重吊臂進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)起重吊臂突然加載和卸載的情況下的四種工況進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,得到了起重吊臂吊點(diǎn)處的位移、速度和加速度響應(yīng)曲線,完成了風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)整機(jī)的力學(xué)仿真分析過(guò)程。最后,為驗(yàn)證風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)在工作狀態(tài)下能夠安全的對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部零件進(jìn)行吊裝更換,本文采用力矩平衡法對(duì)風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)進(jìn)行了整機(jī)穩(wěn)定性的分析。本文完成了風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)整體樣機(jī)的設(shè)計(jì)工作,并對(duì)平臺(tái)在塔筒頂端工作時(shí)的整機(jī)穩(wěn)定性做了進(jìn)一步研究,推動(dòng)了風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)在風(fēng)電行業(yè)的進(jìn)程。
【圖文】：

１．２．２國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)逡逑為了解決風(fēng)機(jī)維修平臺(tái)笨重、維修成本昂貴的難題，丹麥的“維斯塔斯”中國(guó)有限公逡逑司研發(fā)了一種新型的風(fēng)電機(jī)組專用的“懸臂式起重機(jī)”，如圖１．６所示。該維修起重平臺(tái)正逡逑處在調(diào)試階段，平臺(tái)全長(zhǎng)約為１０ｍ、高度約為２．９ｍ、寬度約為３．３ｍ，總重高達(dá)５３噸。該逡逑平臺(tái)的設(shè)計(jì)原理是：將頂艙提升機(jī)構(gòu)中垂下的鋼絲繩系在維修起重平臺(tái)上，鋼絲繩另一端逡逑與絞盤連接形成牽引方案。通過(guò)這樣的鋼絲繩，懸臂式起重機(jī)可以被送至風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒逡逑頂部。該維修起重平臺(tái)的具體爬升過(guò)程如下：首先，頂艙內(nèi)的鋼絲繩垂至地面，與平臺(tái)上逡逑的排繩系統(tǒng)相連，進(jìn)而啟動(dòng)提升機(jī)，形成“頂艙牽引系統(tǒng)”（ＮＡＳ）。到達(dá)塔筒頂部后，其上逡逑下兩排抱鉗收緊，抱住塔筒從而將其固定在機(jī)艙下面。利用塔筒的錐度與抱鉗的力讓平臺(tái)逡逑在離地面１００米、風(fēng)速高達(dá)每秒１５米的高空完成風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部零部件的吊裝更換工作［３２］。逡逑作為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)重要支撐基礎(chǔ)——必備的配套施工服務(wù)業(yè)，近幾年也得到了快速的發(fā)展，逡逑２００９年全國(guó)為風(fēng)場(chǎng)建設(shè)提供配套施工裝備的企業(yè)超過(guò)２００家。對(duì)國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供逡逑了強(qiáng)有利的支持

邐碩士研宄生學(xué)位論文逡逑圖１．６邋“維斯塔斯”塔式起重機(jī)模型邐圖１．７三一重工ＳＣＣ６５００ＷＥ型履帶起重機(jī)逡逑Ｆｉｇ．邋１．６邋Ｔｈｅ邋３Ｄ－ＳＯＬＩＤ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｖｅｓｔａｓ’ｃｒａｎｅ邐Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｔｈｅ邋ＳＣＣ６５００ＷＥ邋ｃｒａｗｌｅｒ邋ｃｒａｎｅ逡逑１．２．３風(fēng)機(jī)維修起重平臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)逡逑從安全問(wèn)題來(lái)看，基于２０１４年風(fēng)能發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行推測(cè)，到２０２０年我國(guó)風(fēng)電事業(yè)新增逡逑裝機(jī)總量預(yù)計(jì)將超過(guò)１．５億ＫＷ。但風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致與其配套的維修服務(wù)行業(yè)逡逑并沒(méi)有及時(shí)跟上發(fā)展腳步，風(fēng)機(jī)維修吊裝過(guò)程中一系列安全問(wèn)題令人不敢恭維。提高風(fēng)機(jī)逡逑維修吊裝過(guò)程中的安全保障問(wèn)題早己引起相關(guān)專業(yè)人士的關(guān)注，同時(shí)也是風(fēng)場(chǎng)中非常注重逡逑的問(wèn)題。逡逑從風(fēng)力發(fā)電本身的技術(shù)出發(fā)，這種發(fā)電方式的可靠性氋，安全性能好，隨著相關(guān)技術(shù)逡逑的成熟和科技的發(fā)展，產(chǎn)品逐步商業(yè)化，成本較低，，能耗較小，使得風(fēng)力發(fā)電在發(fā)電領(lǐng)域逡逑具有了相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK83

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐云U

本文編號(hào)：2689353