风机维修起重平台数字化样机设计研究
本文关键词:风机维修起重平台数字化样机设计研究 出处:《沈阳建筑大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:随着全球风能利用的普遍趋势,我国的风力发电行业也在迅速发展,市场对风力发电机组的维护、维修设备需求日益强烈,大型风电设备一般几十米高,并且重达百吨,使得该类工程对施工机械的要求较高。现有的维修方法局限于大型起重机械的吊装,存在施工周期长、施工程度复杂、安全水平低甚至根本得不到保障等问题。为了能够有效地解决现有大功率风力发电机机械故障难以维修的难题,研制安全系数高、施工便捷、适应性强的新型维修设备是大型风力发电机维修工程所必需的。相关机械装备的研制成功将快速的提升我国自有风力发电技术的核心竞争力,突破风力发电机维护、维修设备开发上的瓶颈,实现风能利用的跨越式发展。本文以研究、设计对风力发电机机舱内的零部件进行吊装更换的设备为主要任务,以现有的风机维修设备及臂架式起重机械为基础,以数字化样机设计技术为主要手段,对风机维修起重平台进行设计研究。首先,依据数字化设计的现代设计理念与技术路线,学习研究数字化样机的设计过程,确定本文中风机维修起重平台数字化样机的设计流程:平台设计概念与方案→三维实体模型→数字模拟与仿真→校核;其次,以臂架式旋转起重机设计为基础,以整体优化和实用性为基本原则,从工作原理角度出发提出了风机顶舱维修起重设备的两种设计方案,即牵引式风机维修起重平台和自爬升式风机维修起重机,对比分析两种方案的整体结构与性能,确定牵引式风机维修起重平台为设计方案;基于现有的风机维修起重机械技术,结合风力发电机机舱、塔筒等结构特点,确定风机维修起重平台的整体结构与工作原理,建立风机维修起重平台的3D-solid模型并对结构进行分析,完成数字化样机结构设计;应用有限元分析软件对风机维修起重平台进行静力学分析、模态动力学分析,以验证其刚度、强度是否满足设计要求,完成数字化样机的仿真分析过程;最后,为进一步确定风机维修起重平台能够安全、稳定的悬挂在风机塔筒顶端对风力发电机机舱内的零部件进行吊装,本文建立了风机塔筒的数字化模型并对其静力学、动力学性能进行了分析,完成了风机维修起重平台作用下对塔筒适应性的研究,校核了塔筒的强度和稳定性。本文完成了风机维修起重平台的数字化样机的设计工作,并研究了平台作用下塔筒的适应性,为风机维修起重平台物理样机的制造奠定了基础,并推动了风机维修起重平台的产业化进程。
[Abstract]:Along with the general trend of global wind energy, China's wind power industry has developed rapidly, the market maintenance of wind turbine, maintenance equipment needs of the increasingly strong, large-scale wind power equipment generally tens of meters high, and weighing hundreds of tons, the requirements of this kind of project of construction machinery is higher. The current maintenance methods are limited to lifting the large crane, has long construction period, construction complexity, security level is low or even no guarantee. In order to effectively solve the difficult problem of maintenance of machinery fault existing high power wind turbine development, high safety factor, convenient construction, new maintenance equipment adaptability is necessary for the repair of large engineering the wind power generator. The core competitiveness of machinery and equipment related to the development of success will quickly enhance its own wind power generation technology in China, a breakthrough in wind power machine maintenance, maintenance Repair equipment bottleneck on the development, to achieve leapfrog development of wind energy utilization. In this paper, the parts design of wind turbine cabin for the replacement of equipment as the main task to type fan maintenance equipment and the existing arm crane based on digital prototyping technology as the main means of design the research platform of fan maintenance. First of all, on the basis of modern design concept and method of digital design, learning design process of digital prototype research, this paper fan maintenance design process of digital prototype platform: 3D platform design concept and scheme, model, simulation and digital simulation to check; secondly, to design the arm rotating crane as the foundation, to optimize the overall and practicability as the basic principle, from the principle point of view put forward the wind tank lifting equipment maintenance set The two design schemes, namely traction type fan maintenance lifting platform and self climbing type fan maintenance crane, comparative analysis of the overall structure and performance of the two schemes, determine the traction type fan maintenance lifting platform for the design of wind turbine; maintenance of existing lifting technique based on the combination of wind turbine nacelle. The characteristics of the tower structure, determine the wind machine maintenance from the overall structure and working principle of the platform, the establishment of wind machine maintenance platform and 3D-solid model to analyze the structure, complete the digital prototype structure design; platform for wind turbine maintenance statics is analyzed using finite element analysis software, modal dynamic analysis, to verify the stiffness, strength can meet the design requirements, complete the simulation of digital mock analysis process; finally, to further determine the wind machine maintenance lifting platform can be safe, stable suspension in wind turbine tower On the top of the tube parts in a nacelle hoisting, this paper established the digital model of the wind turbine tower and the statics, dynamics performance analysis, research on the adaptability of tower fan maintenance lifting platform under the action completed, check the strength and stability of the tower. This paper completed the wind machine maintenance work platform of the digital prototype design, and studied the tower platform under the action of adaptability, laid the foundation for the manufacture of wind machine maintenance lifting platform physical prototype, and promote the industrialization process of wind turbine maintenance platform.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM315;TH218
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,本文编号:1424524
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