塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计(含全套CAD图纸)(7)

2019-01-27 16:27

4.2 平台的结构设计及校核

1.平台的结构初步设计:

采用槽钢,角钢焊接成“T”形框架平台结构,上面铺上5mm的花纹钢板,将此平台垂直焊在小立柱上,为了增加强度,在小立柱与平台之间,焊接上加强梁。在此,各焊接件均初选为10号槽钢,见图4-3。

为了使工人在平台上工作时,有更安全的保障,于是在平台左右两侧以及后侧均用10号在此镂空的位置可以在上面放置埋弧焊机。埋弧焊机的放置需要专门技术人员对槽钢相互焊接,焊成一圈护栏,并在平台前头向前探出去,另外焊接一圈围栏。车间情况,及焊机精度等等诸多问题进行综合分析之后,确定出放置小车的具体位置。大致放置方式见图4-4,(埋弧焊机的位置,及其轨道安置不属于平台设计范围,在此不再详细论述)

图4-3 平台受力分析图 2.平台的刚度分析

平台受到自身重力,载荷重力,配重减轻了一部分重力。

经过分析得:单侧受力情况:G=0.5?(G自+G外-G配)=917.5 N 如图4-3平台受力分析图所示;

仅对平台进行受力分析: F1cos30+Fx=0

(4 – 5)

Fy-G+ F1sin30=0 (4 – 3)

?M = F1sin30?1.125-M=0 (4– 7)

M=G?1.2 (4 – 8)

解之得: Fx=1695(N) Fy=-61.175(N) F1=1957.35(N) M=1101(N.m)

所以弯矩非常小,对平台的梁的影响十分小。

?ca=?2?4?2 (4 – 9)

查文献[11]中附录Ⅱ中W=7.8 经计算得:

?ca =8.45 Mpa

平台上的弯矩很小,影响很小,10号槽钢完全符合要求。

图4-3 平台的结构图

1.平台上滚轮处的焊接紧固槽钢 2.平台花纹板 3.埋弧焊的焊接导轨

4.平台下滚轮处的焊接紧固槽钢

3.平台的稳定性分析及设计

T形平台由于尺寸较大且悬臂外伸,工作时焊接小车和人员的移动都属于活动载荷,

故在提高平台本身刚度的同时还采取如下措施:

将旋转系统分成两部分且将链轮尽量分开布置,在结构上提高了平台的稳定性。 在滚轮与立柱的配合上应做到间隙尽量小。为做到这一点首先要在焊制立柱时应采取措施保证立柱的直线度和两槽钢主肢的平行度。其次,在与同一水平面的两滚轮相连的平台支架上,焊接一根槽钢,用来保证滚轮在上下运行时,两滚轮之间的平行度,见图4-2中的标号1和4。

4.平台与支架的连接方式分析:

平台与支架之间采用滚轮进行连接, 两滚轮一前一后安置在槽钢的两侧,通过分别给槽钢的弯矩来支撑平台的平衡。由于滚轮是大小不同的圆柱台,圆柱台的台阶以槽钢的边缘为轨道行走,保证了滚轮运行的直线度。见图4-4。

图4-3 支架滚轮位置示意图

1.滚轮 2.槽钢立柱

5 结论

风能是一种清洁的可再生能源,风力发电逐渐成为世界各国重点发展的能源之一,风力发电机的制造业也随之成为新兴的制造产业。我国的风力资源十分丰富,近年来,随着不可用资源的消耗,环保意识的增强,中国的风力发电机的制造业在国家的大力提倡下迅猛发展。通过对风塔制造过程的研究和学习,对风塔塔筒纵缝焊接平台装置的工作要求进行分析,初步确定平台由升降机构、平台、及电控系统等组成。

对高速地轴丝杠传动升降台,液压缸斜置驱动的剪叉式升降台,钢丝绳滚筒升降台,链传动升降台等多个方案的进行优选之后,确定了风塔塔筒纵缝焊接平台装置的最终方案;并完成了风塔纵缝焊接升降平台的设计,包括平台升降系统,驱动系统,配重平衡机构及支架等部分。

1.设计中采用了链传动的机械升降系统,通过链传动的升降装置实现平台高度的调节,满足了不同直径塔筒的纵缝焊接施工要求;

2.设有配重装置,减小了平台升降时的动力消耗,增加了运动平稳性;

3.采用单侧支架结构,减小了所占用的车间生产面积。根据刚度要求,确定了单侧支架立柱的型号;

4.根据运动功能要求,对平台的结构形式进行了设计,确定了满足塔筒焊接工艺的平台长度、宽度等,并根据埋弧焊运动形式,焊机体积等确定了焊接围栏的形式及具体值;

5. 根据焊接升降平台的运动参数,确定了驱动电机的功率; 6.根据整体结构的需要,确定了各个零部件的具体值。

本课题设计出的风塔塔筒纵缝焊接平台装置,可以满足多种不同规格的风塔制造要求,生产出不同尺寸要求的风塔塔筒,满足企业的生产需要。这对于保证产品的质量要求、提高劳动效率、降低工人的劳动强度以及降低生产成本、提高经济效益等都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]赵炜,李涛.国外风力发电机的现状及前景展望.电力需求侧管理,2009,11(2):77-80 [2]王铎. 理论力学. 高等教育出版社,2002, 155-223

[3]薛成志. FL1500型风机塔筒制造技术. 重工与起重技术,2008,(3):21-22

[4]韩学成,贾玉林.纵缝焊接升降平台的开发及利用.中国化工装备,2002,4(2):38-41 [5]王宏武,魏发孔.垂直丝杠高速地轴升降台的设计与研制. 机械研究与应用,2007,20(3):42-43

[6]张宇. 一种新型升降台的设计研究. 机械, 2007,27(6):6-7

[7]甘锐,胡英英.液压升降机设计论述. 液压与气动,2003,(7):27-28 [8]张英彦.气液联动升降平台设计. 液压与气动,2007,(3):39-41 [9]濮良贵.纪名刚. 机械设计. 北京:高等教育出版社,2006,160-383 [10]张松林. 轴承手册. 南昌:江西:科学技术出版社,2004,255-542 [11]刘鸿文. 材料力学. 北京:高等教育出版社,2004

[12]赵明生. 机械设计工程师手册第二版.机械工业出版社,2000,1900-2100


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