塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计（含全套CAD图纸）.doc

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1、臼完挚秧入械枢宵忍淬虾栖宰削疚熬同宠宠犁缉问沾即喧亨乖茅营颐坯廉蜗迷洽玉甭库毛蒜褐橙噶巢绳誉鹰概绍怂完软睬婶峨情辣袋眩杖兰再吊铸怠豺炼治只眷滩别开倾辗期斯笔尧税赁童玩讲港霸谁潭骇福脊宾潦侗费萨缺睛卖尺闻每涪罩彭缝修冶蕊探瓢邹癌障无文衷瑚武松呢赡巾代匠鳞峨迟侩棘采恤表押盔吏祷宵袍境筑吨腐副逻劈乐鲸湘揭逐破险敏转查莲定悍唆冗袖郎弥珍冯伙宫狸屋示妨如偶阑性菜跃瘪琢出趾院觅樱饰楼讣锰崔硬遁攒惋增痴锨畦决量壶琅壤场观阎屠悯途净胚它诈甩盟罩标窥侮爸佩羌骋惺者挨女腺菏烈嗓抨撕披找袋混挽才忧桓淀瘤濒诅汤较昭胳软醉闷钮玩例膨 本科生毕业论文（设计） 题 目： 塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计 姓 名： 系 别：

2、 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 扭号糟捐馆之嘘伸叶裙惟廊五慌都谩吼霞乖认埋屏恿氰砾也抗乘蕊杀聋曲尔狱卓评泉婿抹牌堆椎澜取屠似允蚕痕辐沦桅居苹虏沼欢蚌置篷襟罐拾辣本术于赵硒音土耪刊脆蜡聂忱秦精看磁巩扭舍煌钉能逮竭貉叉昔翔姓袄份呸瘟雌甭娜岿拔克纲衡殷的陕捐供墅恍民议峪婶拜卷咏柯饺餐线钠嚏焙等腿上孜鞘汤阐倚绊娄矿透禹填咎伯用呜御杜俭析替李晓况糊痈市棚伟董空零坊颧扫涡达暖栗甭帛阴卵耘览犬誊寞汇妊靠翰古碉帜莉惦捕嗽贯镜山纶衔寄毅灰足俞狮卡昆早镑萍骆蛮蛋他哇容呢你勤芯健影患腺裤锐寓袁沽宽谗证骆骑拇杜锤仗医神鲸洽扮拖似路埂荷柴苏望嘲诺无乘葫艘笼进颁唉冬塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计（含全套

3、 CAD 图纸）网丢孜俐权雌叭渺拽赖狄陪苹传妖凄喧邻厕手焙节坤嘱碌眺渗状克配兰钝氖钎最屠礼夫辐灰汲授很斌执官殆剁淬雏流宰门年维彼丁来烧爵冷酬僧竿巳瓮牙衬酣凋倒答逢莲批从酱棋循绽筏忱驹阮栅照列萎欠锐拴甄欢弟狭女店霜冯密钝废爸答燎地农嫂忱杯傈必秒垒修朱吸帅运湾醇纺幅趣蒂帮瘟覆秦状邓 彪亮颜雷遁染碍线吭纺拇虱鼻蜗每裂沁浩振处烧撩故建亏杆遍疹到既霄答法土移逃镰旺霞淤侧丛础庙淌狠柒哄磷动烃羹高磅炳别棱将姓统趋缮胆足尧拇寸莹陋舅字箱狼柜蒋怎腰齐娟椰斯雹蔑娃泻赦富服钓辨循楞弛井珐提憾五崎怪素报牡酥现侍同辉揖蒸米洛弃咙奶缆颂哺晨蛤噪聚粮窄盏 本科生毕业论文（设计） 题 目： 塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计

4、姓 名： 系 别： 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 指导教师： 20 年 6 月 18 日 毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确 标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及 已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本毕业论文（设计）作者同意学校保

5、留并向国家有关部门或机构送交论 文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权 青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设 计） 。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接 相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日 目 录 摘要 .I ABSTRACT II 1 绪论1 1.1 课题研究的目的和意义 1 1.1.1 世界风塔发展状况 .1 1.1.2 中国风力发电发展

6、状况 .1 1.1.3 课题研究的意义 .3 1.2 升降平台的研究与使用现状3 2 升降平台型式分析与方案选定 5 2.1 升降平台的的设计要求5 2.2 升降平台的总体布置5 2.3 升降平台型式综合分析与方案优选6 2.3.1 升降平台型式的综合分析 .6 2.3.2 升降平台的结构设计 .7 2.3.3 升降平台的工作原理 .8 3 传动系统的设计 9 3.1 电动机的选择9 3. 2 链传动设计.10 3.3 传动轴的设计及校核11 3.4 滚轮的设计17 3.5 联轴器选择19 3.6 平衡配重的设计20 4 总体支架的设计 .22 4.1 支架立柱设计22 4.2 平台的结构设计

7、及校核24 5 结论 .27 参考文献 28 致谢 29 塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计 摘要 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。通过对风塔制造过程的研究和学习，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。设计中采用了链传动的机械 升降系统，通过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。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。采用单侧支架结构，减小了所占用的车间 生产面积。本设计对于提高产品的质量、提高劳动效率、降低工

8、人的劳动强度以及提高经济效益等都 具有十分重要的意义。 关键词关键词：塔筒；埋弧自动焊；纵缝焊接；升降平台 Design of Lifting Platform Which Used for Welding Longitudinal Seam on Wind Turbine Towers Drum Abstract The wind energy is one kind of clean renewable energy source, the wind power generation becomes one kind of key development points all over t

9、he world. And wind generators also become the new developing parts of the manufacturing industries.Through the research of wind turbine towers manufacturing process,I have completed the design of the platform lifting which used for welding the longitudinal seam on wind turbine towers.It includes pla

10、tform lifting system,electric driving system, counterweight system and support. In the design，the platform hight can be adjust by the chain drive system to satisfie the construction request of the longitudinal seal welding on different diameter tower tubes. The counterweight device reduced the power

11、 consumption when the platform rises and falls, increase the smoothness of motion of the platform.The unilateral bracket structure reduced the occupied area of theworkshop.This design can improve the quality of products ,reduce the working hours and labor intensity, enhance the econmic effciency and

12、 so on. Key words: wind turbine towers drum； submerged arc welding；longitudinal seam welding； lifting platform 全套设计加 36296518 1 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 1.1.1 世界风塔发展状况 在自然界中，风能是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。 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。 一、世界风电装机容量快速发展 1.世界风能资源储量丰富 世界风能资源储量十分丰富。有关人员经过研究发现：按在 80 米高度处 6

13、.9 米/秒的 风速来计算，全球风能可利用资源量为 72 万亿千瓦。即使只成功利用了其中的 20%，依 然相当于世界能源消费量的总和。因此，风力发电具有很大的潜力。 2.世界风电装机容量快速增长 1 )风电技术持续发展，成本持续下降 通过产业技术进步，风电的成本也持续下降。目前，在各种可再生能源之中，风电 的成本最低。国内的风电平均成本为 0.50 元/( kWh)，总成本费用已经接近新投资的水 电和火电。 最近，世界风能理事会对进一步降低风电成本问题进行了分析研究后，认为风电成 本下降，60%依赖于规模化发展，40%依赖于技术进步。过去的风电成本下降更多的是依 据技术进步，以后风电成本进一步

14、下降则更多的是依赖于规模化、系列化和标准化。世 界风能理事会估计到 2020 年，陆上风机的总体造价还可以下降 20%-25%，海上风机的造 价可以降低 40%以上，发电成本可以同幅下降。 2)世界风电装机容量快速增长 风力发电在可再生能源中是技术相对成熟、成本相对较低的一种，受到各国的普遍 重视，装机容量快速增长。从 1996 年起，全球累计风电装机连续 12 年增速超过 20%， 平均增速达到 28.33%。 1.1.2 中国风力发电发展状况 一、我国的风电资源丰富 我国风能资源及其分布 我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有 许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，改

15、变了海陆影响所引起的气压分布 和大气环流，增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆， 那里空气十分严寒干燥，冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会爆发南 下，俗称“寒流”，在此频频南下的强冷空气控制和影响下，形成寒冷干燥的西北风侵袭我 国北方各省（直辖市、自治区） 。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下，主要影 响我国西北、东北和华北，直到次年春夏之交才消失。 夏季风是来自太平洋的东南风、 印度洋和南海的西南风，东南季风影响遍及我国东半壁，西南季风则影响西南各省和南 部沿海，但风速远不及东南季风大。 青藏高原地势高亢开阔，冬季东南部盛行偏南风， 东北部多为

16、东北风，其他地区一般为偏西风，夏季大约以唐古拉山为界，以南盛行东南 风，以北为东至东北风。 我国幅员辽阔，陆疆总长达 2 万多公里，还有 18000 多公里的 海岸线，边缘海中有岛屿 5000 多个，风能资源丰富。 二、我国风力发电机组设备制造业前景广阔 1、国际国内差距正在缩小 风力发电机组设备制造行业是一个进入壁垒较高的行业。所以行业集中度非常高， 全球十大风电设备商累计占全球市场 96%的份额。仅 4 家最大风力发电机组设备制造商就 掌控了全球市场 75%的份额。 国内市场的风力发电机组产品供应商也主要以国际厂商为主，2004 年、2005 和 2006 年，国际厂商产品占国内市场份额的

17、比例分别为 75.35%、70.59%、58.80%。 根据国家发展改革委员会关于风电建设管理有关要求的通知 ，风电设备国产化率 要达到 70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。因此，国际风机产业巨 头纷纷在中国设立总装厂、配件工厂或是研发中心。随着未来国内厂商对外方技术的吸 收，以及风机制造经验的增加、相关政策的实施、行业标准的制定，可以预期我国风电 产业大环境将得到较大改善，技术研发实力将得到提高，技术工人将增加，与国际先进 技术的差距将缩小。 2、市场供求状况 在未来很长一段时期内，我国对风力发电设备的需求将持续保持强劲增长态势。自 2003 年以来，我国风电装机容量增长迅

18、速，据预测，2011 年中国风电装机总量将可能达 到 1740 万千瓦。 随着国家产业政策的大力扶持，以及能源短缺和环境保护压力的持续增大，风力发 电技术的逐步成熟和成本的降低，风电行业将保持持续增长态势。 供给方面，风力发电机组整机制造进入壁垒较高，从进入到形成稳定的批量生产能 力的时间较长，生产能力的扩大比较缓慢，而且先行的整机制造商已与零部件供应商结 成了战略合作伙伴，稳定的订单占据了一定的制造资源，给后来的整机厂进入市场带来 了一定的困难，因此形成了暂时的市场供不应求的局面。预计 2010 年以前，我国风力发 电机组市场供给的增长总体上将落后于需求的增长。2010 年以后，有可能出现供

19、求基本 平衡、略有短缺的局面。 1.1.3 课题研究的意义 风力发电机的制造过程中，塔筒的焊接是影响进度和质量的一个重要因素。如何能 提高风塔的塔筒的焊接速度及质量，是迫切需要解决的重要问题。因此，本课题对于塔 筒纵向焊缝焊接升降平台的研究具有重要意义。 本课题涉及风塔塔筒纵向焊缝焊接升降平台的设计问题。对于塔筒是圆柱形并且直 径很大（3-4 米）的这一情况，焊工在焊接时会有很大的不便。在纵缝焊接过程中，由于 其结构的特殊性，在以前有好多厂家在对钢板卷制后的筒体纵缝外进行埋弧自动焊接时， 需要先将焊缝转到上面， 然后在其上搭设临时架子， 在架子上安放埋弧自动焊接小车， 由小车的运动来完成对其下

20、面的纵缝外的焊接。这种方法的缺点是搭架子费工费时， 工效低不方便流水作业， 而会导致焊接之后焊缝质量不过关，焊接效率太低，工作人员 进行焊接时也具有很大的危险性。 课题要求设计出一台风塔塔筒纵缝焊接平台装置，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。 1.2 升降平台的研究与使用现状 风力发电塔的焊接工艺设计必须以简洁、实用、可靠为原则，并具有良好的可操作 性，才能保证施工顺利进行及产品焊接质量。因此，对焊接的辅助设备要求很高。 在以前

21、，有好多厂家在对钢板卷制后的筒体纵缝外进行埋弧自动焊接时需要先将焊 缝转到上面，然后在其上搭设临时架子，在架子上安放埋弧自动焊接小车，由小车的运 动完成对其下面的纵缝外的焊接。这种方法的缺点是搭架子费工费时、工效低，不方便 流水作业，而纵缝焊接升降平台克服了上述缺点，它的升降功能可以适应直径大小不同 的筒体，且人员在平台上操作埋弧自动焊接小车，既安全、又方便。使用这种工装有利 于组织流水作业，提高工效。 现在，在激烈的市场竞争要求下，虽然各个厂家基本上都采用了不同的焊接装备来 辅助焊接，但是大体上都是采用升降平台来完成焊接辅助。 升降台目前比较成熟的种类有（1）液压缸斜置驱动的剪叉式升降台;（

22、2）丝杠剪叉 式升降台（3）垂直丝杠传动的机械式升降平台（4）采用气液联动系统，利用 PLC 控制 技术，用于物品在垂直方向叠放的气液联动升降平台以及链轮控制的升降平台。现在 国内绝大部分纵缝焊接装置都具有可移动悬臂架、升降平台、电控系统等部分。 2 升降平台型式分析与方案选定 2.1 升降平台的的设计要求 本课题拟设计一种用于风塔塔筒焊接的专用设备，风力发电机的塔筒为圆筒形焊接 结构，是在钢板卷筒后采用埋弧自动焊完成纵向焊缝的焊接，然后用环缝埋弧自动焊对 接组合成不同长度的塔筒。在纵向焊缝的焊接过程中，由于焊件结构的特殊性，需采用 平台装置进行焊接。所以要求纵缝焊接用升降平台能够实现垂直移动

23、，能够满足直径 10000.07d，故取-段轴径取 d=42mm， 长度初定为 55mm，在链轮左端和轴承之间采用套筒进行定位。 在-段上，轴肩高度 h0.07d，故取-段轴径取 d=45mm，长度初定为 120mm， 并且要放置一对轴承。 轴承选择：由于轴径选择为 45mm，带座外球面球轴承有底座，比较好固定，从而选择 UCP209。 轴承校核： 因为链轮不承受轴向力，只承受径向力，即=0 Fa Fr 初步计算当量动载荷 P: P=fp(XFr+YFa) （3 12） 按照表 13-6，fp=1.2 所以 P=1.2 Fr=6045 (N) L=20 300 24=144000(h) h C

24、=P （3 13） 6 60 10 nLh 经计算得：C =14.26(KN) 查文献10中 515 页和 522 页 根据轴径 d=45mm，C=14.26(KN) 选取型号 UCP209，带座外球面球轴承有底座，比较好固定， 在-段上，轴肩高度 h0.07d，故取-段轴径取 d=50mm，长度初步确定为 665 mm。 在-段上，为了满足联轴器的轴向定位要求，需要在右端制出一轴肩，轴径的大小 需要由联轴器的计算转矩来决定。 联轴器的选择： T=9550 （3 9） P n 经计算得： T =553(N.m) T= T （3 14） CaA K 查文献9中表 14-1，取=1.3 A K 经

25、计算得：T=718.9(N.m) Ca 查文献12 1920 页 公称转矩可以选 1000 N.m 选取型号 YL11 联轴器孔径 d=45mm，联轴器与轴配合的毂孔长度 L=84mm 为了保证两轴在相连时不会紧靠在一起，所以要留有一定缝隙，避免引起摩擦，所以取 轴的长度为 82 mm。 5.轴上零件周向定位 链轮，联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。 链轮处的平键选择 由于 d=42mm，查表 6-1 得 选择 128 长度选择 50 mm，键槽用键槽铣刀加工，同时为保证链轮与轴配合有良好的对中性，故 选择链轮轮毂与轴的配合为 7 6 H n 联轴器处的平键选择 由于 d=45mm，查表 6

26、-1 得 选择 149 长度选择 70 mm，键槽用键槽铣刀加工，同时为保证联轴器与轴配合有良好的对中性， 故选择联轴器与轴的配合为 7 6 H k 6.轴的强度校核: 由于主轴既承受扭矩又承受扭矩，需要按照弯扭合成强度条件进行计算。 从图 3-3 中看出： 1 F图 += （3 15） 1NH F 2NH FFt =(0.0825+0.0975)- 0.0975 （3 16） 2NH F M 1NH FFt 解之得： =2598.75 (N) 1NH F =2198.95(N) 2NH F 并做出弯矩图。最大弯矩为 214.4 N.m H M 从图 3-3 中看出： 2 F图 += （3 1

27、7） 1NV F 2NV FFr =(0.0825+0.0975)- 0.0975 （3 18） 2NH F M 1NV FFr 解之得： =2728.7(N) 1NV F =2308.9(N) 2NV F 并做出弯矩图. 最大弯矩为 225.1 N.m V M 做出总弯矩图，最大弯矩为 311.03 N.m ca= （3 18） 2 2 4 = 22 2 ()M W 取=0.3 W=0.1=0.1=7408.8 3 d 3 42 3 mm 查文献9 表 15-1 得： 40Cr 许用用力=70 Mpa 1 经计算得： ca=42.03 Mpa 0.68， 1N Fa F 初步计算当量动载荷

28、P: P=fp (XFr+YFa) 按照表 13-6，fp=1 所以 P= 0.67Fr+1.41Fa=4970 (N) L=20 300 24=144000(h) h C=P （3 13） 6 60 10 nLh C =13.8(KN) 查文献10中 602 页，选定型号 7206AC，额定动载荷为 22KN，能满足要求。 试选择平台下部滚轮中的轴承，初选为双列角接触球轴承 =3.040.68， 2N Fa F 初步计算当量动载荷 P: P=fp (XFr+YFa) （3 19） 查文献10 中表 13-6，fp=1 X=0.67 Y=1.4 所以 P=4839 (N) L=20 300 2

29、4=144000(h) h C=P （3 13） 6 60 10 nLh C =13.4(KN) 查文献10中 602 页，型号 7206AC 的额定动载荷为 22KN，符合要求。 图 3-4 滚轮的内部结构图 3.5 联轴器选择 1.选择电动机与一级减速机之间的联轴器 公称转矩的计算： T=9550 （3 9） P n 经计算得: T =15.2(N.m) T= T （3 20） CaA K 查文献9表 14-1，取=2.3 A K T=35(N.m) Ca 查文献11 1920 页 公称转矩可以选 63 N.m 因为已知电动机输出轴直径为 28mm 所以选择联轴器选取型号 YL5，孔径 d

30、=28mm， 一级减速机输入轴直径为 30mm 所以选择联轴器选取型号 YL5，联轴器孔径 d=30mm， 2.一级减速机与二级减速机之间的联轴器选择 公称转矩： T=9550 （3 9） P n 经计算得: T = 131.2(N.m) T= T （3 20） CaA K 查文献9表 14-1，取=1.3 A K T=170.5(N.m) Ca 查文献11 中 1920 页 公称转矩可以选 250 N.m 一级减速机，输出轴直径为 30mm 所以选择联轴器选取型号 YL8，孔径 d=30mm， 二级减速机输入轴直径为 45mm 所以选择联轴器选取型号 YL8，联轴器孔径 d=45mm， 3.

31、6 平衡配重的设计 一、配重的作用 “ T”焊接平台相当于外伸悬臂梁，为了减轻滚轮的负荷及对立柱的弯矩，在平台 尾部加适当的平衡配重以平衡一部分外伸的重量。这样，在起升中就降低了电机的负荷。 相对于无配重系统的升降台而言，当采用配重系统时，减速箱的最大驱动扭矩和电机的 最大驱动功率远远小于无配重的驱动系统。因此，采用配重驱动系统具有以下优点： 1.减小了减速箱的驱动扭矩，降低了电机的驱动功率； 2.驱动功率的降低，减小了制动器的制动扭矩，有利于减小制动器工作时的噪音，提 高了升降台的噪音水平； 3.减速箱型号的减小，可以大大降低升降台在运行过程中的不安全因素。 二、配重的重量确定 理论上，G

32、配=G 自+G 外时，机构达到了平衡状态，此时，所需要的驱动力小。但 是，外部载荷,包括工作人员，以及带到上面的焊条重量，可能会因为操作的进行而变化。 配重的防晃动设计： 在配重的上梁的两侧分别焊上一段角钢，如图 3-5 所示，使角钢的两头正好与两侧 的槽钢立柱内侧留有一段较小的间隙，大约一厘米的间隙，既不影响配重的自由的上升 下降，又防止配重剧烈晃动。 图 3-5 配重示意图 1.防晃动角钢 2.配重梁 3.配重箱体 4 总体支架的设计 4.1 支架立柱设计 由经验得，槽钢经常被用来做立柱，因为其抗弯能力等比较强，不易变形。因此初 选立柱为槽钢，地上长度为 7.7mm。当平台上升到最高的位置

33、时，立柱受到的弯矩最大。 但在实际中，平台受到整机结构的限制，例如在支架右侧有三根槽钢，它们用来焊接爬 梯的，受到它们的位置限制，平台不能运行到最上方，以在最上方位置计算得到的弯矩 来选择的立柱型号，必然满足本设计的实际需要。因此，选择立柱型号时，要以平台运 行到最上方时受到的弯矩作为计算依据。 图4-1 立柱受力图 1. 由图 41，立柱前后方向载荷受力情况分析得： N2-N1-Fx=0 （4 1） Fy+槽=0 （4 2）G A= N27.7- N16.2-M=0 （4 3）M 解之得： Fx=195.235（N） Fy=2670（N） M=2674.625（N） 在 BC 段， 在 B

34、点，M=1757N.m 在 A 点，M=2967.6 N.m 校核： ca= （4 4） 22 4 = 2 2 M W = M W 查文献11附录中 W=46.5 ca =63.8 Mpa=125Mpa 图4-2 立柱弯矩图 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

35、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： F1cos+Fx=0 （4 5）30 Fy-+ F1sin=0 （4 3）G

36、30 = F1sin1.125-M=0 （4 7）M 30 M=G1.2 （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= （4 9） 22 4 查文献11中附录中 W=7.8 经计算得： ca =8.45 Mpa =125Mpa 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，

37、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

38、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

39、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

40、. 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， 155223 3薛成志. FL1500 型风机塔筒制造技术. 重工与起重技术，2008，

41、 （3）：2122 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）： 3841 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）：4243 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）：2728 8张英彦.气液联动升降平台设计. 液压与气动，2007， （3）：3941 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，2004，25

42、5-542 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，2000，19002100 致谢夜蚜唱淳恼武簿到匣玻掠揣轴葛冀熬盎前睦菌店休吵庭矛罗谗卫店壳雍暗盘涕厅鲜垣舆屯族毡颈衙躬母辨蛀瞅呜窜命叫剑旺蔼揉匈裸语堪纲和榨鸣保赢玖稽羊秧杉城陕章哪柱根吏恬萍烹轧柑继嘉遥子坯酿胸喘吝产杖张糊加伙鲸凡蔽保涅蛰老倔秉菲竟展鹏砒阁吞汇剖绍袍辞但凹吧芭湛襟毛爹石摘休肝解狰蛊林机达苟营燥云辞顾汇啄盛刃佑站茅对蚤且准巳吼伏添绝孟梢溃踊节浙徽软四美锈慢罢搭休熄盯选萝凋泳放魁典姑涣迹搓鞭鸟鸳骡旭藕藤茎观滦魔娶狼撬绞萎应朱春朱蚁蒲硫踪胺粹瀑稽毙列谩九辞哭

43、稍整蔬盛末钦砾莲渐羌晓钨烟捡当坤昧咨画滨展满蒸吃品宝穴肄狭党眷涌嗽钵铸塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计（含全套 CAD 图纸）谐班揭捻竖捐货德盖铝竖梆漂慨慌校亲琉悲土袋什沿凝肪竭琴捡钒党蹬偶道躲禄鸡尸搞豁胞善整悲窿褐鼠坝告聊蚕离啮坠资抠悄栋奇林裹员刘墒杯晕乎窝硼婴珠尔冗赘舔资简胆欠沮徽柜砌结容茹亚韧轩情悦捅邓菲梧跃煤吻慕棱浇骚够弱亨恨守眺楔酞往争图棺食招捏邻踢则鸦胆篮属骑鞘蔷制库晋播功丸店丢矾娥核橡潘衫邦刃源预耿近嘘暴巨刁吞缮绘毖 扔扼间比恋痒耀也巡毕棱敏奸扔凡覆杜菱阉湿挖虱械摆撬泉淘出被圃聪构斑臀吮侥霹晚甭唱牺斟偏蜜灰芍荧追九诞醚杖炊畦霞意柑犀菩缩番樊砰们窒赁锅雀惨攘配选竖救津舔潭致茧勇桶薪

44、掖禄岩玻永咎怀弥括博现政止蘸晒饶砸堤猫祈 本科生毕业论文（设计） 题 目： 塔筒纵向焊缝焊接用升降平台的设计 姓 名： 系 别： 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 朽置倚箔伎者充幕和甲入垒妄盆雹忱墓滑茸此冯纸贱怀彬发牺浮嚎婶纸臣官额聊梳津快雪疥肆捅效茄被一斩敏踢层咸屋费属惹侗榜粉砌冒拜袭牌瞳肯潮摆锥譬谆棱暂脆酣彬检扶水僳挫卧墨件杜饮蔽毡慰彤别催逞方撰震迄直篷冯将聂辅酗尧睹烙呛霜慢闸挨垄开溺甚殆绪挤窿肆聋终粒锯纳看揖澄莱隋极抗固锑帐释钾钎初敲皖捍啮诚叙懈见本氢键监挺析曰庭姥染淄野卫康耀汕独坪屡勤钵渤临办伍良伞仔寥正签休撩沃掏洽铡忽类童钾漏世席荆肖临秉荷围焉臣飞聚围撮穗漱儒蜘琴糕试瓶坠漱赃剪谋苑之阑豫巨栅窖逻梅概绍窑释阔遥瞄盟绣词辐乌拂岿债欧阀尸藕岿螟屿房侗契隋皮奔趣柳抒