塔筒縱向焊縫焊接用升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

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1、 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 塔筒縱向焊縫焊接用升降平臺(tái)的設(shè)計(jì) 姓 名： 系 別： 工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 20 年 6 月 18 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)

2、計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年 月 日指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日目 錄摘要 .IABSTRACT .II1 緒論.11.1 課題研究的目的和意義 .11.1.1 世界風(fēng)塔發(fā)展?fàn)顩r .1

3、1.1.2 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r .11.1.3 課題研究的意義 .31.2 升降平臺(tái)的研究與使用現(xiàn)狀.32 升降平臺(tái)型式分析與方案選定 .52.1 升降平臺(tái)的的設(shè)計(jì)要求.52.2 升降平臺(tái)的總體布置.52.3 升降平臺(tái)型式綜合分析與方案優(yōu)選.62.3.1 升降平臺(tái)型式的綜合分析 .62.3.2 升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .72.3.3 升降平臺(tái)的工作原理 .83 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .93.1 電動(dòng)機(jī)的選擇.93. 2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì).103.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核.113.4 滾輪的設(shè)計(jì).173.5 聯(lián)軸器選擇.193.6 平衡配重的設(shè)計(jì).204 總體支架的設(shè)計(jì) .224.1 支架立柱設(shè)計(jì).224.2

4、平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核.245 結(jié)論 .27參考文獻(xiàn) .28致謝 .29I塔筒縱向焊縫焊接用升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)摘要風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為世界各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造業(yè)也隨之成為新興的制造產(chǎn)業(yè)。通過(guò)對(duì)風(fēng)塔制造過(guò)程的研究和學(xué)習(xí)，完成了風(fēng)塔縱縫焊接升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，包括平臺(tái)升降系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、配重平衡機(jī)構(gòu)及支架等部分。設(shè)計(jì)中采用了鏈傳動(dòng)的機(jī)械升降系統(tǒng)，通過(guò)升降裝置實(shí)現(xiàn)平臺(tái)高度的調(diào)節(jié)，滿足了不同直徑塔筒的縱縫焊接施工要求。設(shè)有配重裝置，減小了平臺(tái)升降時(shí)的動(dòng)力消耗，增加了運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。采用單側(cè)支架結(jié)構(gòu)，減小了所占用的車間生產(chǎn)面積。本設(shè)計(jì)對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高勞動(dòng)效率、降低工

5、人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及提高經(jīng)濟(jì)效益等都具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：塔筒；埋弧自動(dòng)焊；縱縫焊接；升降平臺(tái)IIDesign of Lifting Platform Which Used forWelding Longitudinal Seam on Wind Turbine Towers DrumAbstractThe wind energy is one kind of clean renewable energy source, the wind power generation becomes one kind of key development points all over the w

6、orld. 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 platfor

7、m 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 con

8、sumption 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 so

9、on.Key words: wind turbine towers drum； submerged arc welding；longitudinal seam welding；lifting platform青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1全套設(shè)計(jì)加 36296518青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21 緒論1.1 課題研究的目的和意義1.1.1 世界風(fēng)塔發(fā)展?fàn)顩r在自然界中，風(fēng)能是一種可再生、無(wú)污染而且儲(chǔ)量巨大的能源。風(fēng)力發(fā)電逐漸成為世界各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造業(yè)也隨之成為新興的制造產(chǎn)業(yè)。一、世界風(fēng)電裝機(jī)容量快速發(fā)展1.世界風(fēng)能資源儲(chǔ)量豐富世界風(fēng)能資源儲(chǔ)量十分

10、豐富。有關(guān)人員經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：按在 80 米高度處 6.9 米/秒的風(fēng)速來(lái)計(jì)算，全球風(fēng)能可利用資源量為 72 萬(wàn)億千瓦。即使只成功利用了其中的 20%，依然相當(dāng)于世界能源消費(fèi)量的總和。因此，風(fēng)力發(fā)電具有很大的潛力。2.世界風(fēng)電裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)1 )風(fēng)電技術(shù)持續(xù)發(fā)展，成本持續(xù)下降通過(guò)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，風(fēng)電的成本也持續(xù)下降。目前，在各種可再生能源之中，風(fēng)電的成本最低。國(guó)內(nèi)的風(fēng)電平均成本為 0.50 元/( kWh)，總成本費(fèi)用已經(jīng)接近新投資的水電和火電。最近，世界風(fēng)能理事會(huì)對(duì)進(jìn)一步降低風(fēng)電成本問(wèn)題進(jìn)行了分析研究后，認(rèn)為風(fēng)電成本下降，60%依賴于規(guī)模化發(fā)展，40%依賴于技術(shù)進(jìn)步。過(guò)去的風(fēng)電成本下降更多的是

11、依據(jù)技術(shù)進(jìn)步，以后風(fēng)電成本進(jìn)一步下降則更多的是依賴于規(guī)?；?、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。世界風(fēng)能理事會(huì)估計(jì)到 2020 年，陸上風(fēng)機(jī)的總體造價(jià)還可以下降 20%-25%，海上風(fēng)機(jī)的造價(jià)可以降低 40%以上，發(fā)電成本可以同幅下降。2)世界風(fēng)電裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)風(fēng)力發(fā)電在可再生能源中是技術(shù)相對(duì)成熟、成本相對(duì)較低的一種，受到各國(guó)的普遍重視，裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)。從 1996 年起，全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)連續(xù) 12 年增速超過(guò) 20%，平均增速達(dá)到 28.33%。1.1.2 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）3一、我國(guó)的風(fēng)電資源豐富我國(guó)風(fēng)能資源及其分布 我國(guó)位于亞洲大陸東部，瀕臨太平洋，季風(fēng)強(qiáng)盛，內(nèi)

12、陸還有許多山系，地形復(fù)雜，加之青藏高原聳立我國(guó)西部，改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環(huán)流，增加了我國(guó)季風(fēng)的復(fù)雜性。冬季風(fēng)來(lái)自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸，那里空氣十分嚴(yán)寒干燥，冷空氣積累到一定程度，在有利高空環(huán)流引導(dǎo)下，就會(huì)爆發(fā)南下，俗稱“寒流”，在此頻頻南下的強(qiáng)冷空氣控制和影響下，形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國(guó)北方各?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)） 。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下，主要影響我國(guó)西北、東北和華北，直到次年春夏之交才消失。 夏季風(fēng)是來(lái)自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng)，東南季風(fēng)影響遍及我國(guó)東半壁，西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海，但風(fēng)速遠(yuǎn)不及東南季風(fēng)大。 青藏高原地勢(shì)高亢

13、開(kāi)闊，冬季東南部盛行偏南風(fēng)，東北部多為東北風(fēng)，其他地區(qū)一般為偏西風(fēng)，夏季大約以唐古拉山為界，以南盛行東南風(fēng)，以北為東至東北風(fēng)。 我國(guó)幅員遼闊，陸疆總長(zhǎng)達(dá) 2 萬(wàn)多公里，還有 18000 多公里的海岸線，邊緣海中有島嶼 5000 多個(gè)，風(fēng)能資源豐富。二、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造業(yè)前景廣闊1、國(guó)際國(guó)內(nèi)差距正在縮小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造行業(yè)是一個(gè)進(jìn)入壁壘較高的行業(yè)。所以行業(yè)集中度非常高，全球十大風(fēng)電設(shè)備商累計(jì)占全球市場(chǎng) 96%的份額。僅 4 家最大風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備制造商就掌控了全球市場(chǎng) 75%的份額。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品供應(yīng)商也主要以國(guó)際廠商為主，2004 年、2005 和 2006年，國(guó)際廠商

14、產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的比例分別為 75.35%、70.59%、58.80%。根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)關(guān)于風(fēng)電建設(shè)管理有關(guān)要求的通知 ，風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到 70%以上，不滿足設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率要求的風(fēng)電場(chǎng)不允許建設(shè)。因此，國(guó)際風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛在中國(guó)設(shè)立總裝廠、配件工廠或是研發(fā)中心。隨著未來(lái)國(guó)內(nèi)廠商對(duì)外方技術(shù)的吸收，以及風(fēng)機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)的增加、相關(guān)政策的實(shí)施、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，可以預(yù)期我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大環(huán)境將得到較大改善，技術(shù)研發(fā)實(shí)力將得到提高，技術(shù)工人將增加，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距將縮小。2、市場(chǎng)供求狀況在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的需求將持續(xù)保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。自2003 年以來(lái)，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)

15、迅速，據(jù)預(yù)測(cè)，2011 年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量將可能達(dá)到 1740 萬(wàn)千瓦。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）4隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持，以及能源短缺和環(huán)境保護(hù)壓力的持續(xù)增大，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的逐步成熟和成本的降低，風(fēng)電行業(yè)將保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。供給方面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)制造進(jìn)入壁壘較高，從進(jìn)入到形成穩(wěn)定的批量生產(chǎn)能力的時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)能力的擴(kuò)大比較緩慢，而且先行的整機(jī)制造商已與零部件供應(yīng)商結(jié)成了戰(zhàn)略合作伙伴，穩(wěn)定的訂單占據(jù)了一定的制造資源，給后來(lái)的整機(jī)廠進(jìn)入市場(chǎng)帶來(lái)了一定的困難，因此形成了暫時(shí)的市場(chǎng)供不應(yīng)求的局面。預(yù)計(jì) 2010 年以前，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)供給的增長(zhǎng)總體上將落后于需求的增長(zhǎng)。2

16、010 年以后，有可能出現(xiàn)供求基本平衡、略有短缺的局面。1.1.3 課題研究的意義風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造過(guò)程中，塔筒的焊接是影響進(jìn)度和質(zhì)量的一個(gè)重要因素。如何能提高風(fēng)塔的塔筒的焊接速度及質(zhì)量，是迫切需要解決的重要問(wèn)題。因此，本課題對(duì)于塔筒縱向焊縫焊接升降平臺(tái)的研究具有重要意義。本課題涉及風(fēng)塔塔筒縱向焊縫焊接升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)于塔筒是圓柱形并且直徑很大（3-4 米）的這一情況，焊工在焊接時(shí)會(huì)有很大的不便。在縱縫焊接過(guò)程中，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，在以前有好多廠家在對(duì)鋼板卷制后的筒體縱縫外進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊接時(shí)，需要先將焊縫轉(zhuǎn)到上面， 然后在其上搭設(shè)臨時(shí)架子， 在架子上安放埋弧自動(dòng)焊接小車， 由小車的運(yùn)動(dòng)來(lái)

17、完成對(duì)其下面的縱縫外的焊接。這種方法的缺點(diǎn)是搭架子費(fèi)工費(fèi)時(shí)， 工效低不方便流水作業(yè)， 而會(huì)導(dǎo)致焊接之后焊縫質(zhì)量不過(guò)關(guān)，焊接效率太低，工作人員進(jìn)行焊接時(shí)也具有很大的危險(xiǎn)性。課題要求設(shè)計(jì)出一臺(tái)風(fēng)塔塔筒縱縫焊接平臺(tái)裝置，以滿足多種不同規(guī)格的風(fēng)塔制造要求，生產(chǎn)出不同尺寸要求的風(fēng)塔塔筒，滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要。這對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求、提高勞動(dòng)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益等都具有十分重要的意義。1.2 升降平臺(tái)的研究與使用現(xiàn)狀風(fēng)力發(fā)電塔的焊接工藝設(shè)計(jì)必須以簡(jiǎn)潔、實(shí)用、可靠為原則，并具有良好的可操作性，才能保證施工順利進(jìn)行及產(chǎn)品焊接質(zhì)量。因此，對(duì)焊接的輔助設(shè)備要求很高。在以前，有好多

18、廠家在對(duì)鋼板卷制后的筒體縱縫外進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊接時(shí)需要先將焊青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5縫轉(zhuǎn)到上面，然后在其上搭設(shè)臨時(shí)架子，在架子上安放埋弧自動(dòng)焊接小車，由小車的運(yùn)動(dòng)完成對(duì)其下面的縱縫外的焊接。這種方法的缺點(diǎn)是搭架子費(fèi)工費(fèi)時(shí)、工效低，不方便流水作業(yè)，而縱縫焊接升降平臺(tái)克服了上述缺點(diǎn)，它的升降功能可以適應(yīng)直徑大小不同的筒體，且人員在平臺(tái)上操作埋弧自動(dòng)焊接小車，既安全、又方便。使用這種工裝有利于組織流水作業(yè)，提高工效?，F(xiàn)在，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求下，雖然各個(gè)廠家基本上都采用了不同的焊接裝備來(lái)輔助焊接，但是大體上都是采用升降平臺(tái)來(lái)完成焊接輔助。升降臺(tái)目前比較成熟的種類有（1）液壓缸斜置驅(qū)動(dòng)

19、的剪叉式升降臺(tái);（2）絲杠剪叉式升降臺(tái)（3）垂直絲杠傳動(dòng)的機(jī)械式升降平臺(tái)（4）采用氣液聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，利用 PLC 控制技術(shù)，用于物品在垂直方向疊放的氣液聯(lián)動(dòng)升降平臺(tái)以及鏈輪控制的升降平臺(tái)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)絕大部分縱縫焊接裝置都具有可移動(dòng)懸臂架、升降平臺(tái)、電控系統(tǒng)等部分。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）62 升降平臺(tái)型式分析與方案選定2.1 升降平臺(tái)的的設(shè)計(jì)要求本課題擬設(shè)計(jì)一種用于風(fēng)塔塔筒焊接的專用設(shè)備，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒為圓筒形焊接結(jié)構(gòu)，是在鋼板卷筒后采用埋弧自動(dòng)焊完成縱向焊縫的焊接，然后用環(huán)縫埋弧自動(dòng)焊對(duì)接組合成不同長(zhǎng)度的塔筒。在縱向焊縫的焊接過(guò)程中，由于焊件結(jié)構(gòu)的特殊性，需采用平臺(tái)裝置進(jìn)行焊接。

20、所以要求縱縫焊接用升降平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)垂直移動(dòng)，能夠滿足直徑1000d4000mm，長(zhǎng)度 13 m 范圍內(nèi)各種尺寸規(guī)格塔筒的焊接施工要求，能夠生產(chǎn)出不同尺寸要求的風(fēng)塔塔筒來(lái)滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要。初步計(jì)劃由升降機(jī)構(gòu)、平臺(tái)、平臺(tái)護(hù)欄、扶梯及電控系統(tǒng)等組成。根據(jù)塔筒的焊接施工要求，所設(shè)計(jì)的設(shè)備應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：1) 平臺(tái)的面積要足夠大，滿足筒體能在下面進(jìn)行焊接的要求； 2)平臺(tái)上升的距離應(yīng)滿足塔筒直徑的變化范圍。3)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，故障率小，平均升降速度:0.017m/s；在已經(jīng)有上述設(shè)計(jì)條件的前提下，對(duì)縱向焊縫升降平臺(tái)的可用程度有著決定性影響的因素有: 電機(jī)及減速機(jī)的選擇；立柱采用的結(jié)構(gòu)形式；為承受住平

21、臺(tái)運(yùn)行所需舉升臺(tái)面的重量，斷面尺寸為多少；立柱的高度；平臺(tái)的面積，平臺(tái)可上升的高度，上升下降活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的方式等。對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行綜合分析與計(jì)算，確定升降平臺(tái)的優(yōu)化目標(biāo)為:第一、保證平臺(tái)運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。第二、使機(jī)構(gòu)尺寸合理，最大限度利用空間。第三，保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。2.2 升降平臺(tái)的總體布置初步設(shè)計(jì)升降平臺(tái)總體布置由支撐平臺(tái)的支架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)、平臺(tái)、平臺(tái)護(hù)欄、扶梯及電控系統(tǒng)等組成。平臺(tái)下面應(yīng)有足夠的空間放置筒體，進(jìn)行焊接。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）72.3 升降平臺(tái)型式綜合分析與方案優(yōu)選2.3.1 升降平臺(tái)型式的綜合分析工程設(shè)計(jì)制造中任何機(jī)構(gòu)或傳動(dòng)形式存在正反兩方面的特性，工程

22、技術(shù)人員正是在這兩個(gè)方面尋求平衡點(diǎn)，使有利的優(yōu)秀的特性發(fā)揮的淋漓盡致，同時(shí)最大限度克服不利因素。方案一：地軸絲杠傳動(dòng)升降臺(tái)。立柱結(jié)構(gòu)為四立柱徑向?qū)ΨQ形成兩門架，門架上安裝承重定滑輪，由配重系統(tǒng)通過(guò)承重定滑輪將雙層桁架體懸掛在兩門架之間;絲杠通過(guò)螺母及支承架與雙層桁架聯(lián)接，絲杠上端與門架固定，垂直吊掛，下端從 90換向減速器中獲得扭矩。此結(jié)構(gòu)有效隔離了高速地軸對(duì)雙層桁架體的振動(dòng)影響，降低了高速地軸的理論計(jì)算難度。同時(shí)絲杠又起到對(duì)升降臺(tái)導(dǎo)向、鎖定的作用，簡(jiǎn)化了其它傳動(dòng)形式對(duì)導(dǎo)向、鎖緊等司服系統(tǒng)的要求，提高整套設(shè)計(jì)的可靠性。絲杠垂直的站立，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為垂直升降運(yùn)動(dòng)，具有傳動(dòng)剛性好，速比、定位精確

23、，可自鎖等特點(diǎn)。但絲杠加工難度大， 加工工藝復(fù)雜; 根據(jù)絲杠升降臺(tái)對(duì)垂直絲杠的使用要求，需要改造普通車床為專業(yè)長(zhǎng)絲杠車床，車出的絲杠才能達(dá)到使用要求，還要配合相應(yīng)的安裝規(guī)范，使垂直長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平。而且 4 根絲杠安裝調(diào)試難度大等因素又制約機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。高速地軸傳動(dòng)，傳遞扭矩小，經(jīng)濟(jì)性高。但參數(shù)選定不易把握。方案二：液壓缸斜置驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降臺(tái)剪叉式升降升降臺(tái)：是用途廣泛的高空作業(yè)專用設(shè)備。它的剪叉機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大、并適合多人同時(shí)作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。 剪叉式結(jié)構(gòu)的升降臺(tái)，在實(shí)際使用中存在一些

24、不足: 1.剪叉式結(jié)構(gòu)的升降臺(tái)結(jié)構(gòu)特殊，平臺(tái)下面是交叉結(jié)構(gòu)，無(wú)法放入筒體，不適合筒體焊接。2.剪叉式升降臺(tái)負(fù)載不能過(guò)大，液壓油缸(內(nèi)設(shè)密封圈) 超載的問(wèn)題目前仍未解決好; 3.大部分液壓升降臺(tái)面都因液壓元件長(zhǎng)時(shí)間受載引起泄漏，導(dǎo)致臺(tái)面下沉，有的在24 小時(shí)內(nèi)就下沉 20 毫米左右; 4.起動(dòng)力矩與負(fù)載比偏大，從文獻(xiàn)11中可以看出，其驅(qū)動(dòng)力與負(fù)載比變化曲線坡度很青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8陡，起動(dòng)力很大，能源浪費(fèi)，當(dāng)起升角 = 10時(shí)，起動(dòng)力約為負(fù)載的 3 倍，而當(dāng)起升角達(dá)到 = 60以后，起動(dòng)力才接近于負(fù)載; 5.起始高度較高，機(jī)構(gòu)較為龐大，地坑較深，占用空間較多。方案三：液壓升

25、降機(jī)甘銳等7設(shè)計(jì)了一種液壓升降機(jī)。平臺(tái)上升時(shí),其速度可用調(diào)速器設(shè)定，因調(diào)速器的速度負(fù)載特性較好,因而確保了上升的平穩(wěn)性和安全性。設(shè)計(jì)還采用了液壓?jiǎn)蜗蜷y的鎖緊回路，當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，其 H 型的中位機(jī)既能使泵在不停機(jī)的狀態(tài)下卸載來(lái)減少功率消耗，又能使液控單向閥的控制油口接油箱，這樣可以利用液壓鎖的良好密封性能阻止立式液壓缸及平臺(tái)不致因自重或泄漏而下滑，但是液壓系統(tǒng)地油路在車間焊接時(shí)，容易受到焊接時(shí)產(chǎn)生的火花的影響，有很多不安全因素，因此，不宜選取。方案四：鋼絲繩滾筒升降臺(tái)鋼絲繩滾筒升降平臺(tái)由 T 形焊接平臺(tái)，方形立柱，橫梁箱組成，動(dòng)力系統(tǒng)放置在方形立柱內(nèi)，“ T”形焊接平臺(tái)實(shí)現(xiàn)升降時(shí)，正反轉(zhuǎn)電

26、機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)卷筒正反轉(zhuǎn)卷繞鋼絲繩，鋼絲繩正反轉(zhuǎn)通過(guò)滑輪組實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的升降。電機(jī)轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)減速后使平臺(tái)得到的升降速度。此設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是沒(méi)有設(shè)置配重，增大了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。下降運(yùn)動(dòng)一啟動(dòng)，會(huì)造成平臺(tái)突然下降的情況，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。方案五：鏈傳動(dòng)升降臺(tái)鏈傳動(dòng)升降臺(tái)由 T 形焊接平臺(tái)，四根方形立柱，傳動(dòng)系統(tǒng)組成，“T”形焊接平臺(tái)實(shí)現(xiàn)升降時(shí)，正反轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鏈輪旋轉(zhuǎn)，鏈條升降，并通過(guò)增設(shè)配重機(jī)構(gòu)，減小驅(qū)動(dòng)機(jī)功率。以鏈輪取代絲杠，以框式結(jié)構(gòu)取代剪叉式結(jié)構(gòu)的新型升降臺(tái)，采用鏈輪結(jié)構(gòu)避免了絲杠加工難度大，加工工藝復(fù)雜;多根絲杠安裝調(diào)試難度大等問(wèn)題?？蚣芙Y(jié)構(gòu)取代剪叉式結(jié)構(gòu)

27、，增強(qiáng)了平臺(tái)的負(fù)載能力，避免了剪式平臺(tái)機(jī)構(gòu)無(wú)法放置平臺(tái)的缺陷，也沒(méi)有液壓油路，是施工現(xiàn)場(chǎng)十分干凈，避免了焊接時(shí)火花接觸油路的危險(xiǎn)。由上面綜合分析可得，采取鏈傳動(dòng)式升降臺(tái)，比較適合進(jìn)行塔筒縱向焊縫焊接。2.3.2 升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、初步設(shè)計(jì)方案根據(jù)升降臺(tái)的工作性質(zhì)，以及升降臺(tái)的各種功能要求，初步設(shè)計(jì)采用鏈傳動(dòng)升降臺(tái)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）9的形式，但是計(jì)劃如下：1.受到車間空間的限制，所以決定采用單排支架的形式；2.受到筒體直徑的要求，平臺(tái)的伸出長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到 2.2 米；3.為使平臺(tái)升降輕便，增設(shè)配重平衡機(jī)構(gòu)，并設(shè)計(jì)在平臺(tái)與支架之間采用滾輪連接的方式；4.電機(jī)、減速器、均設(shè)

28、在鏈輪軸處，電機(jī)經(jīng)減速機(jī)減速后，通過(guò)鏈輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。5.選擇可正反轉(zhuǎn)的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上升或下降不同方向的運(yùn)動(dòng)。二、具體設(shè)計(jì)方案具體設(shè)計(jì)工作如下:兩根槽鋼立柱代替方案五中的四根方形立柱，徑向組成左右兩個(gè)門架，兩門架通過(guò)承重軸加上鏈輪將配重及升降臺(tái)本體掛起。這樣整個(gè)升降臺(tái)與另一邊的配重通過(guò)門架組成一個(gè)可上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)的體系，由于電動(dòng)機(jī)可以正反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速機(jī)減速， 再由減速機(jī)帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鏈條實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)。2.3.3 升降平臺(tái)的工作原理上述的設(shè)計(jì)方案中，縱縫焊接升降平臺(tái)的工作原理如下：將需焊接的筒體放在臺(tái)車的滾架上使其縱縫在上面， 由軌道推入“T

29、”形焊接平臺(tái)下面， 將“ T”形焊接平臺(tái)升降到合適的位置上使焊接自動(dòng)小車焊頭與縱縫對(duì)正， 焊接小車縱向運(yùn)動(dòng)便可完成對(duì)縱縫的埋弧自動(dòng)焊接。重復(fù)操作便可流水作業(yè)。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）103 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇電機(jī)采用正反轉(zhuǎn)電機(jī)， 可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可以改變主軸的旋轉(zhuǎn)方向。從而改變平臺(tái)的上升和下降。減速機(jī)采用蝸輪蝸桿減速機(jī)具有傳動(dòng)比大， 適于低速重載， 傳動(dòng)平穩(wěn)， 具有自鎖性等優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)機(jī)選擇設(shè)備傳動(dòng)功率流由圖 3-1 表示圖 3-1 設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖1. 電機(jī); 2. 聯(lián)軸器; 3. 減速機(jī); 4. 聯(lián)軸器; 5. 減速機(jī); 6. 聯(lián)軸器; 7. 軸承 8. 鏈

30、輪 9. 軸承1. 計(jì)算傳動(dòng)效率傳動(dòng)總效率: （3 1）1 2 3 4 5 6 7 8 9 式中：1電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率 0.7752聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，1青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）113減速機(jī)傳動(dòng)效率，0.6054聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，15減速器傳動(dòng)效率，0.6056聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，17軸承 1 傳動(dòng)效率，0.998軸承 2 傳動(dòng)效率，0.99 9滾子鏈傳動(dòng)效率，0.97經(jīng)計(jì)算得：= 0.1152. 計(jì)算電機(jī)功率上升臺(tái)面所需舉升力: （3 2）123fFGGFGK: 平臺(tái)自身重量,8370N1G: 外加載荷的重量, 3300N2G：配重的重量, 9835N3G：摩擦力, 2425NfF: 動(dòng)荷

31、系數(shù)，按 1.5 估算K計(jì)算得：= 6390 (N )F電機(jī)功率 P = （3 3）FV310式中：=0.0173m/sV經(jīng)計(jì)算得：P = 0.961(kW )因此選用 Y100L-6 電機(jī)，其額定功率 P 電=1. 5 kW，轉(zhuǎn)速 n = 940 r/min，3. 2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.確定計(jì)算功率青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）12查文獻(xiàn)9 中表 9-6，選擇工況系數(shù)=1.4，圖 9-13，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) Kz=1.44AK選取 Kp=1(單排鏈)= （3 4）caPAZK KPKpP = 0.961(kW )經(jīng)計(jì)算得：=0.242 kWcaP2. 選擇鏈條型號(hào)并確定鏈輪齒數(shù)根據(jù) P

32、ca 和 n=1.56 r/min 查文獻(xiàn)9中圖 9-11，可選 20-A，查表 9-1，鏈條節(jié)距為p=31.75mm由于設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定平臺(tái)移動(dòng)速度為 0.0173m/s，所以根據(jù)公式 （3 5）60 1000znpV 得出鏈輪齒數(shù) z=21 比較合適3.確定潤(rùn)滑方式由 V=0.0173m/s，和鏈條號(hào)為 20-A，查文獻(xiàn)9圖 9-14 可知應(yīng)采用滴油潤(rùn)滑4.計(jì)算壓軸力 Fp有效圓周力為：Fe=1000 （3 6）PVP = 0.961(kW )V=0.0173m/s經(jīng)計(jì)算得 Fe =6937(N)鏈輪垂直布置，KFp=1.05，則壓軸力為Fp= KFp Fe （3 7）經(jīng)計(jì)算得：Fp =7284

33、（N）取安全系數(shù) K=8查文獻(xiàn)9 中表 9-1 得 20A 型號(hào)鏈條，抗拉載荷為 86.7KNFmax=Fp 8=58.270(KN)0.07d，故取-段軸徑取 d=42mm，長(zhǎng)度初定為 55mm，在鏈輪左端和軸承之間采用套筒進(jìn)行定位。在-段上，軸肩高度 h0.07d，故取-段軸徑取 d=45mm，長(zhǎng)度初定為 120mm，并且要放置一對(duì)軸承。軸承選擇：由于軸徑選擇為 45mm，帶座外球面球軸承有底座，比較好固定，從而選擇UCP209。軸承校核：因?yàn)殒溳啿怀惺茌S向力，只承受徑向力，即=0FaFr初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P:P=fp(XFr+YFa) （3 12）按照表 13-6，fp=1.2 所以

34、P=1.2 Fr=6045 (N)L=20 300 24=144000(h)hC=P （3 13）66010nLh經(jīng)計(jì)算得：C =14.26(KN)查文獻(xiàn)10中 515 頁(yè)和 522 頁(yè)根據(jù)軸徑 d=45mm，C=14.26(KN)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）16選取型號(hào) UCP209，帶座外球面球軸承有底座，比較好固定，在-段上，軸肩高度 h0.07d，故取-段軸徑取 d=50mm，長(zhǎng)度初步確定為 665 mm。在-段上，為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，需要在右端制出一軸肩，軸徑的大小需要由聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩來(lái)決定。聯(lián)軸器的選擇：T=9550 （3 9）Pn經(jīng)計(jì)算得：T =553(N

35、.m)T= T （3 14） CaAK查文獻(xiàn)9中表 14-1，取=1.3AK經(jīng)計(jì)算得：T=718.9(N.m)Ca查文獻(xiàn)12 1920 頁(yè) 公稱轉(zhuǎn)矩可以選 1000 N.m選取型號(hào) YL11聯(lián)軸器孔徑 d=45mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L=84mm 為了保證兩軸在相連時(shí)不會(huì)緊靠在一起，所以要留有一定縫隙，避免引起摩擦，所以取軸的長(zhǎng)度為 82 mm。5.軸上零件周向定位鏈輪，聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。鏈輪處的平鍵選擇由于 d=42mm，查表 6-1 得選擇 128長(zhǎng)度選擇 50 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時(shí)為保證鏈輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇鏈輪輪轂與軸的配合為76Hn聯(lián)軸

36、器處的平鍵選擇由于 d=45mm，查表 6-1 得選擇 149長(zhǎng)度選擇 70 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時(shí)為保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）17故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為76Hk6.軸的強(qiáng)度校核:由于主軸既承受扭矩又承受扭矩，需要按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。從圖 3-3 中看出：1F圖+= （3 15） 1NHF2NHFFt=(0.0825+0.0975)- 0.0975 （3 16）2NHFM1NHFFt解之得：=2598.75 (N)1NHF=2198.95(N)2NHF并做出彎矩圖。最大彎矩為 214.4 N.mHM從圖 3-3 中看出：2F圖

37、+= （3 17）1NVF2NVFFr=(0.0825+0.0975)- 0.0975 （3 18）2NHFM1NVFFr解之得：=2728.7(N)1NVF=2308.9(N)2NVF并做出彎矩圖. 最大彎矩為 225.1 N.mVM做出總彎矩圖，最大彎矩為 311.03 N.m ca= （3 18）224= 222()MW取=0.3W=0.1=0.1=7408.83d3423mm查文獻(xiàn)9 表 15-1 得：40Cr 許用用力=70 Mpa1青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）18經(jīng)計(jì)算得：ca=42.03 Mpa 0.68，1NFaF初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P:P=fp (XFr+YFa)

38、按照表 13-6，fp=1所以 P= 0.67Fr+1.41Fa=4970 (N)L=20 300 24=144000(h)hC=P （3 13）66010nLhC =13.8(KN)查文獻(xiàn)10中 602 頁(yè)，選定型號(hào) 7206AC，額定動(dòng)載荷為 22KN，能滿足要求。試選擇平臺(tái)下部滾輪中的軸承，初選為雙列角接觸球軸承=3.040.68，2NFaF初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P:青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）20 P=fp (XFr+YFa) （3 19）查文獻(xiàn)10 中表 13-6，fp=1 X=0.67 Y=1.4所以 P=4839 (N)L=20 300 24=144000(h)hC=P

39、 （3 13）66010nLhC =13.4(KN)查文獻(xiàn)10中 602 頁(yè)，型號(hào) 7206AC 的額定動(dòng)載荷為 22KN，符合要求。 圖 3-4 滾輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.5 聯(lián)軸器選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)與一級(jí)減速機(jī)之間的聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：T=9550 （3 9）Pn經(jīng)計(jì)算得:T =15.2(N.m)T= T （3 20）CaAK青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21查文獻(xiàn)9表 14-1，取=2.3AKT=35(N.m)Ca查文獻(xiàn)11 1920 頁(yè) 公稱轉(zhuǎn)矩可以選 63 N.m因?yàn)橐阎妱?dòng)機(jī)輸出軸直徑為 28mm所以選擇聯(lián)軸器選取型號(hào) YL5，孔徑 d=28mm，一級(jí)減速機(jī)輸入軸直徑為 30

40、mm所以選擇聯(lián)軸器選取型號(hào) YL5，聯(lián)軸器孔徑 d=30mm， 2.一級(jí)減速機(jī)與二級(jí)減速機(jī)之間的聯(lián)軸器選擇公稱轉(zhuǎn)矩：T=9550 （3 9）Pn經(jīng)計(jì)算得:T = 131.2(N.m) T= T （3 20）CaAK查文獻(xiàn)9表 14-1，取=1.3AKT=170.5(N.m)Ca查文獻(xiàn)11 中 1920 頁(yè) 公稱轉(zhuǎn)矩可以選 250 N.m一級(jí)減速機(jī)，輸出軸直徑為 30mm所以選擇聯(lián)軸器選取型號(hào) YL8，孔徑 d=30mm，二級(jí)減速機(jī)輸入軸直徑為 45mm所以選擇聯(lián)軸器選取型號(hào) YL8，聯(lián)軸器孔徑 d=45mm， 3.6 平衡配重的設(shè)計(jì)一、配重的作用“ T”焊接平臺(tái)相當(dāng)于外伸懸臂梁，為了減輕滾輪的

41、負(fù)荷及對(duì)立柱的彎矩，在平臺(tái)尾部加適當(dāng)?shù)钠胶馀渲匾云胶庖徊糠滞馍斓闹亓俊＿@樣，在起升中就降低了電機(jī)的負(fù)荷。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）22相對(duì)于無(wú)配重系統(tǒng)的升降臺(tái)而言，當(dāng)采用配重系統(tǒng)時(shí)，減速箱的最大驅(qū)動(dòng)扭矩和電機(jī)的最大驅(qū)動(dòng)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)配重的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因此，采用配重驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.減小了減速箱的驅(qū)動(dòng)扭矩，降低了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率；2.驅(qū)動(dòng)功率的降低，減小了制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩，有利于減小制動(dòng)器工作時(shí)的噪音，提高了升降臺(tái)的噪音水平；3.減速箱型號(hào)的減小，可以大大降低升降臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中的不安全因素。二、配重的重量確定理論上，G 配=G 自+G 外時(shí)，機(jī)構(gòu)達(dá)到了平衡狀態(tài)，此時(shí)，所需要的驅(qū)

42、動(dòng)力小。但是，外部載荷,包括工作人員，以及帶到上面的焊條重量，可能會(huì)因?yàn)椴僮鞯倪M(jìn)行而變化。配重的防晃動(dòng)設(shè)計(jì)：在配重的上梁的兩側(cè)分別焊上一段角鋼，如圖 3-5 所示，使角鋼的兩頭正好與兩側(cè)的槽鋼立柱內(nèi)側(cè)留有一段較小的間隙，大約一厘米的間隙，既不影響配重的自由的上升下降，又防止配重劇烈晃動(dòng)。圖 3-5 配重示意圖1.防晃動(dòng)角鋼 2.配重梁 3.配重箱體青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）234 總體支架的設(shè)計(jì)4.1 支架立柱設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)得，槽鋼經(jīng)常被用來(lái)做立柱，因?yàn)槠淇箯澞芰Φ缺容^強(qiáng)，不易變形。因此初選立柱為槽鋼，地上長(zhǎng)度為 7.7mm。當(dāng)平臺(tái)上升到最高的位置時(shí)，立柱受到的彎矩最大。但在實(shí)際中，

43、平臺(tái)受到整機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，例如在支架右側(cè)有三根槽鋼，它們用來(lái)焊接爬梯的，受到它們的位置限制，平臺(tái)不能運(yùn)行到最上方，以在最上方位置計(jì)算得到的彎矩來(lái)選擇的立柱型號(hào)，必然滿足本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要。因此，選擇立柱型號(hào)時(shí)，要以平臺(tái)運(yùn)行到最上方時(shí)受到的彎矩作為計(jì)算依據(jù)。圖4-1 立柱受力圖1. 由圖 41，立柱前后方向載荷受力情況分析得：N2-N1-Fx=0 （4 1）Fy+槽=0 （4 2）GA= N27.7- N16.2-M=0 （4 3）M解之得：Fx=195.235（N）青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）24Fy=2670（N）M=2674.625（N）在 BC 段， 在 B 點(diǎn)，M=1757N.

44、m在 A 點(diǎn)，M=2967.6 N.m校核： ca= （4 4）224 =22MW =MW查文獻(xiàn)11附錄中 W=46.5ca =63.8 Mpa=125Mpa 圖4-2 立柱彎矩圖青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）254.2 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核1.平臺(tái)的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)：采用槽鋼，角鋼焊接成“T”形框架平臺(tái)結(jié)構(gòu)，上面鋪上 5mm 的花紋鋼板，將此平臺(tái)垂直焊在小立柱上，為了增加強(qiáng)度，在小立柱與平臺(tái)之間，焊接上加強(qiáng)梁。在此，各焊接件均初選為 10 號(hào)槽鋼，見(jiàn)圖 4-3。為了使工人在平臺(tái)上工作時(shí)，有更安全的保障，于是在平臺(tái)左右兩側(cè)以及后側(cè)均用10 號(hào)在此鏤空的位置可以在上面放置埋弧焊機(jī)。埋弧焊機(jī)

45、的放置需要專門技術(shù)人員對(duì)槽鋼相互焊接，焊成一圈護(hù)欄，并在平臺(tái)前頭向前探出去，另外焊接一圈圍欄。車間情況，及焊機(jī)精度等等諸多問(wèn)題進(jìn)行綜合分析之后，確定出放置小車的具體位置。大致放置方式見(jiàn)圖 4-4，（埋弧焊機(jī)的位置，及其軌道安置不屬于平臺(tái)設(shè)計(jì)范圍，在此不再詳細(xì)論述） 圖4-3 平臺(tái)受力分析圖2.平臺(tái)的剛度分析平臺(tái)受到自身重力，載荷重力，配重減輕了一部分重力。經(jīng)過(guò)分析得：?jiǎn)蝹?cè)受力情況：G=0.5（G 自+G 外-G 配）=917.5 N如圖 4-3 平臺(tái)受力分析圖所示；僅對(duì)平臺(tái)進(jìn)行受力分析： F1cos+Fx=0 （4 5）30Fy-+ F1sin=0 （4 3）G30青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)

46、論文（設(shè)計(jì)）26 = F1sin1.125-M=0 （4 7）M30M=G1.2 （4 8）解之得：Fx=1695（N）Fy=-61.175（N）F1=1957.35（N）M=1101（N.m）所以彎矩非常小，對(duì)平臺(tái)的梁的影響十分小。ca= （4 9）224查文獻(xiàn)11中附錄中 W=7.8經(jīng)計(jì)算得：ca =8.45 Mpa =125Mpa 平臺(tái)上的彎矩很小，影響很小，10 號(hào)槽鋼完全符合要求。 圖4-3 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖1.平臺(tái)上滾輪處的焊接緊固槽鋼 2.平臺(tái)花紋板 3.埋弧焊的焊接導(dǎo)軌4.平臺(tái)下滾輪處的焊接緊固槽鋼3.平臺(tái)的穩(wěn)定性分析及設(shè)計(jì)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）27T 形平臺(tái)由于

47、尺寸較大且懸臂外伸，工作時(shí)焊接小車和人員的移動(dòng)都屬于活動(dòng)載荷， 故在提高平臺(tái)本身剛度的同時(shí)還采取如下措施:將旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)分成兩部分且將鏈輪盡量分開(kāi)布置，在結(jié)構(gòu)上提高了平臺(tái)的穩(wěn)定性。在滾輪與立柱的配合上應(yīng)做到間隙盡量小。為做到這一點(diǎn)首先要在焊制立柱時(shí)應(yīng)采取措施保證立柱的直線度和兩槽鋼主肢的平行度。其次，在與同一水平面的兩滾輪相連的平臺(tái)支架上，焊接一根槽鋼，用來(lái)保證滾輪在上下運(yùn)行時(shí)，兩滾輪之間的平行度，見(jiàn)圖 4-2 中的標(biāo)號(hào) 1 和 4。4.平臺(tái)與支架的連接方式分析：平臺(tái)與支架之間采用滾輪進(jìn)行連接， 兩滾輪一前一后安置在槽鋼的兩側(cè)，通過(guò)分別給槽鋼的彎矩來(lái)支撐平臺(tái)的平衡。由于滾輪是大小不同的圓柱臺(tái)，圓柱

48、臺(tái)的臺(tái)階以槽鋼的邊緣為軌道行走，保證了滾輪運(yùn)行的直線度。見(jiàn)圖 4-4。 圖4-3 支架滾輪位置示意圖1.滾輪 2.槽鋼立柱青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）285 結(jié)論風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為世界各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造業(yè)也隨之成為新興的制造產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的風(fēng)力資源十分豐富，近年來(lái)，隨著不可用資源的消耗，環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造業(yè)在國(guó)家的大力提倡下迅猛發(fā)展。通過(guò)對(duì)風(fēng)塔制造過(guò)程的研究和學(xué)習(xí)，對(duì)風(fēng)塔塔筒縱縫焊接平臺(tái)裝置的工作要求進(jìn)行分析，初步確定平臺(tái)由升降機(jī)構(gòu)、平臺(tái)、及電控系統(tǒng)等組成。對(duì)高速地軸絲杠傳動(dòng)升降臺(tái)，液壓缸斜置驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降臺(tái)，鋼絲繩

49、滾筒升降臺(tái)，鏈傳動(dòng)升降臺(tái)等多個(gè)方案的進(jìn)行優(yōu)選之后，確定了風(fēng)塔塔筒縱縫焊接平臺(tái)裝置的最終方案；并完成了風(fēng)塔縱縫焊接升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，包括平臺(tái)升降系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，配重平衡機(jī)構(gòu)及支架等部分。 1.設(shè)計(jì)中采用了鏈傳動(dòng)的機(jī)械升降系統(tǒng)，通過(guò)鏈傳動(dòng)的升降裝置實(shí)現(xiàn)平臺(tái)高度的調(diào)節(jié)，滿足了不同直徑塔筒的縱縫焊接施工要求；2.設(shè)有配重裝置，減小了平臺(tái)升降時(shí)的動(dòng)力消耗，增加了運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；3.采用單側(cè)支架結(jié)構(gòu)，減小了所占用的車間生產(chǎn)面積。根據(jù)剛度要求，確定了單側(cè)支架立柱的型號(hào)；4.根據(jù)運(yùn)動(dòng)功能要求，對(duì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了滿足塔筒焊接工藝的平臺(tái)長(zhǎng)度、寬度等，并根據(jù)埋弧焊運(yùn)動(dòng)形式，焊機(jī)體積等確定了焊接圍欄的形式及

50、具體值；5. 根據(jù)焊接升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，確定了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率；6.根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的需要，確定了各個(gè)零部件的具體值。本課題設(shè)計(jì)出的風(fēng)塔塔筒縱縫焊接平臺(tái)裝置，可以滿足多種不同規(guī)格的風(fēng)塔制造要求，生產(chǎn)出不同尺寸要求的風(fēng)塔塔筒，滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要。這對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求、提高勞動(dòng)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益等都具有十分重要的意義。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）29參考文獻(xiàn)1趙煒，李濤.國(guó)外風(fēng)力發(fā)電機(jī)的現(xiàn)狀及前景展望.電力需求側(cè)管理，2009，11（2）：77-80 2王鐸. 理論力學(xué). 高等教育出版社，2002， 1552233薛成志. FL1500 型風(fēng)機(jī)塔筒制

51、造技術(shù). 重工與起重技術(shù)，2008， （3）：21224韓學(xué)成，賈玉林.縱縫焊接升降平臺(tái)的開(kāi)發(fā)及利用.中國(guó)化工裝備，2002，4（2）：38415王宏武，魏發(fā)孔.垂直絲杠高速地軸升降臺(tái)的設(shè)計(jì)與研制. 機(jī)械研究與應(yīng)用，2007，20（3）：42436張宇. 一種新型升降臺(tái)的設(shè)計(jì)研究. 機(jī)械， 2007，27(6):6-77甘銳，胡英英.液壓升降機(jī)設(shè)計(jì)論述. 液壓與氣動(dòng)，2003， （7）：27288張英彥.氣液聯(lián)動(dòng)升降平臺(tái)設(shè)計(jì). 液壓與氣動(dòng)，2007， （3）：39419濮良貴.紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2006，160-38310張松林. 軸承手冊(cè). 南昌：江西：科學(xué)技術(shù)出版社，2004，255-54211劉鴻文. 材料力學(xué). 北京：高等教育出版社，200412趙明生. 機(jī)械設(shè)計(jì)工程師手冊(cè)第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2000，19002100青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）30致謝