QFY750型自提升式风电维修起重机设计与分析

摘要

风能是一种可再生的清洁能源。近年来，随着我国《可再生能源法》的实施，风电开发正在以前所未有的速度发展。目前，风力发电机组检修之前，一般采用大吨位汽车起重机进行拆卸，完成后再安装上去，作业效率低，起重机的租赁也大幅提高了风力发电机组的检修成本。如果将维修起重机固定安装在风力发电机上，则风电场的所有风力发电机组均需要配备一台，维修起重机利用率极低，也大幅提高了成本。因此，迫切需要研制一种安全高效、适应性强的专门针对风电维修的新型起重设备。
　　本文所描述的是一种全新设计理念的起重设备，通过抱塔方式实现起重机的固定，通过自提升滑轮组实现自提升，专门用于风电设备的维修。根据目前的市场情况，本文针对750kW风力发电机组进行设计，主要工作如下：
　　（1）参考相关文献，针对国外先进机型的技术特点，分析了风电维修起重机的工作原理，确定了QFY750风电维修起重机的主要结构形式。
　　（2）根据起重机设计规范和安全规程确定整机结构选型与主要技术参数。
　　（3）对关键结构进行静力学受力计算，如抱塔油缸预紧力计算、风载计算等。
　　（4）对QFY750风电维修起重机各结构进行静力学有限元分析，运用ANSYS分析软件建立有限元模型，得到应力云图、位移云图，通过数据分析各结构在典型工况下的强度和刚度，掌握变形形式、大小和应力分布规律。
　　（5）对塔筒进行承载能力的校核，分析塔筒在抱塔装置影响下受力及变形情况，保证塔筒的稳定性要求。
　　通过本文设计的QFY750风电维修起重机产品，能够实现对风电场风机的快速故障维修和零部件更换，而且在成本方面远低于大吨位汽车起重机的施工成本。

目录

声明

1 绪论

1.1 风力发电机发展现状及趋势

1.2 风力发电机维修情况及趋势

1.3 国内外风电维修起重机的发展情况

1.4 课题主要研究内容与技术难点

1.5 本章小结

2 风电维修起重机总体设计

2.1 主要机构与结构组成

2.2 总体方案设计

2.3 主要结构受力计算

2.4 本章小结

3 工作平台结构设计与分析

3.1 工作平台结构

3.2 工作平台有限元建模与计算

3.3 耳板及销轴强度计算

3.4 本章小结

4 门架结构设计与分析

4.1 门架底座设计

4.2 门架设计

4.3 本章小结

5 抱塔装置设计与分析

5.1 抱塔装置的结构

5.2 抱塔装置有限元计算

5.3 抱塔装置结构连接铰耳计算

5.4 抱塔装置调整环计算

5.5 风电塔筒承载能力校核

5.6 本章小结

结论

参考文献

附录A 研究成果申请的专利

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢