塔外升降機(jī)抱塔機(jī)構(gòu)及連接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

張淵虎 陳紹娟

(甘肅建投裝備制造有限公司，甘肅 蘭州 730050)

塔外升降機(jī)抱塔機(jī)構(gòu)及連接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

張淵虎 陳紹娟

(甘肅建投裝備制造有限公司，甘肅 蘭州 730050)

對(duì)塔筒風(fēng)電升降機(jī)抱塔機(jī)構(gòu)以及連接件進(jìn)行了分析，探討了影響其設(shè)計(jì)的因素，通過研究升降機(jī)對(duì)齒條直線度的要求及解決方法，提出了對(duì)塔筒的保護(hù)措施，對(duì)其設(shè)計(jì)有一定的借鑒作用。

抱塔機(jī)構(gòu)，連接件，升降機(jī)，成本

1 抱塔機(jī)構(gòu)與塔筒相貼合部分的現(xiàn)狀與改進(jìn)措施

抱塔機(jī)構(gòu)和連接件是塔筒升降機(jī)非常重要的一個(gè)部件，通過它們和齒條可以將風(fēng)電塔筒升降機(jī)固定到塔筒上以便于在塔筒表面進(jìn)行運(yùn)行，從而達(dá)到對(duì)塔筒表面進(jìn)行補(bǔ)修，檢測(cè)，清洗等工作的目的。而抱塔機(jī)構(gòu)由于直接附著于塔筒表面，因此抱塔機(jī)構(gòu)的表面質(zhì)量直接影響著塔筒的表面質(zhì)量狀況，因此，抱塔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)首先要保證對(duì)塔筒表面不造成破壞，而要保證抱塔機(jī)構(gòu)的表面質(zhì)量對(duì)塔筒不造成破壞，可對(duì)抱塔機(jī)構(gòu)表面加貼橡膠層，這樣有利于防止抱塔機(jī)構(gòu)安裝時(shí)間過長(zhǎng)后在其內(nèi)表面產(chǎn)生鐵銹從而對(duì)塔筒造成污染，另一方面由于橡膠層相對(duì)于鋼板和鋁板的柔性要高，在抱塔機(jī)構(gòu)拉緊時(shí)，可以起到緩沖的作用，使抱塔機(jī)構(gòu)對(duì)塔筒的受力更加均勻柔和，從而既保證連接件在塔筒上對(duì)附著力的要求也實(shí)現(xiàn)了對(duì)塔筒的保護(hù)。而抱塔機(jī)構(gòu)用相連鐵鏈可套塑料管，塑料管顏色盡可能選用無色，一方面可以保證抱塔機(jī)構(gòu)安裝于塔筒表面上時(shí)塔筒的美觀度，另一方面防止鐵鏈對(duì)塔筒造成擠壓，可防止雨雪對(duì)鐵鏈的壽命影響，其次也可以及時(shí)了解管內(nèi)鐵鏈的現(xiàn)狀，比如銹蝕、破損等情況，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提出應(yīng)對(duì)措施，防止惡性事故的發(fā)生，保證升降機(jī)的正常運(yùn)作。

2 塔筒對(duì)抱塔機(jī)構(gòu)和連接件的設(shè)計(jì)要求以及解決辦法

抱塔機(jī)構(gòu)安裝于塔筒上時(shí)，由于塔筒一般都隨塔筒高度的不同，而半徑不同，因此抱塔機(jī)構(gòu)在安裝于塔筒上不同高度處抱塔機(jī)構(gòu)半徑都有所差別，見圖1，但如果要通過制作不同設(shè)計(jì)半徑的抱塔機(jī)構(gòu)來達(dá)到安裝半徑要求，不僅制作成本高，耗時(shí)長(zhǎng)，而且也不便于管理，安裝也相對(duì)復(fù)雜，互換性也很差，不利于推廣。因此為了達(dá)到塔筒對(duì)不同半徑連接件的設(shè)計(jì)要求，可采用斷焊的方式焊接折彎板和緊固板之間的焊縫，這樣折彎板和緊固板之間有一定的縫隙，當(dāng)連接件安裝于塔筒上拉緊時(shí)，緊固板上的內(nèi)應(yīng)力可以得到釋放，使整個(gè)抱塔機(jī)構(gòu)對(duì)塔筒的緊固力更加均勻，也防止抱塔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生變形而對(duì)塔筒造成破壞，另一方面可以完成用同一種抱塔機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整個(gè)塔筒或部分高度的塔筒對(duì)其的安裝要求。即使對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)的塔筒也可以用同一種抱塔機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)安裝。這樣不但便于生產(chǎn)、制造、運(yùn)輸、管理以及安裝，也大大降低了相關(guān)成本，標(biāo)準(zhǔn)互換性也大大提高，使產(chǎn)品更有利于推廣。

3 現(xiàn)有產(chǎn)品的連接拉緊方式和改進(jìn)措施

現(xiàn)有產(chǎn)品連接件之間通過手扳葫蘆連接，成本高，分量重，如圖2中抱塔機(jī)構(gòu)連接用手扳葫蘆進(jìn)行拉緊，手扳葫蘆可用正反螺旋桿和正反螺旋套代替。因此可采用正反螺旋桿和正反螺旋套配合來實(shí)現(xiàn)連接件之間的拉緊，不僅可以代替手扳葫蘆來實(shí)現(xiàn)這一功能，而且相對(duì)于手扳葫蘆調(diào)節(jié)精度更高，拉緊力也完全可以達(dá)到整個(gè)升降機(jī)對(duì)抱塔機(jī)構(gòu)拉緊力的要求，安全可靠，這種拉緊方式需要對(duì)不同型號(hào)的塔筒做數(shù)據(jù)分析，以此來確定一定范圍高度連接件之間鐵鏈的長(zhǎng)度，但其制作成本相對(duì)手扳葫蘆要低的多，而且重量要比手扳葫蘆輕的多，運(yùn)輸也方便，并且美觀簡(jiǎn)潔，更加實(shí)用。

4 升降機(jī)對(duì)齒條直線度的要求以及解決辦法

連接件通過與齒條連接，而升降機(jī)則附著于齒條上，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)升降機(jī)在齒條上上下行走，所以整個(gè)塔筒上齒條安裝后的齒條的直線度對(duì)升降機(jī)的運(yùn)行情況起很大的決定性作用，如果齒條安裝后直線度差，則升降機(jī)在運(yùn)行過程中不但噪聲大，而且運(yùn)行也不平穩(wěn)，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的磨損加劇，增加了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，工作人員也不能安心乘坐以及工作，也加劇了整個(gè)機(jī)構(gòu)的壽命損耗，而連接件在制作的過程中也很難保證每個(gè)連接件都能夠達(dá)到很高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，因此，可將連接件上與齒條相對(duì)應(yīng)連接的孔改為長(zhǎng)條孔，將連接件與抱塔機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的連接孔也改為長(zhǎng)條孔，成為圖3所示的結(jié)構(gòu)，這樣可以實(shí)現(xiàn)連接件與齒條之間進(jìn)行上下左右相對(duì)應(yīng)孔的連接調(diào)整。通過相關(guān)設(shè)備，比如高度儀、經(jīng)緯儀，來保證齒條安裝后在塔筒上的直線度和垂直度，從而使升降機(jī)更加平穩(wěn)的運(yùn)行，提高用戶的操作舒適感，延長(zhǎng)升降機(jī)壽命，也便于升降機(jī)的推廣使用。

5 成本對(duì)比及安全性能對(duì)比分析

表1 風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用手扳葫蘆機(jī)構(gòu)成本計(jì)算

表2 風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用正反螺旋機(jī)構(gòu)成本計(jì)算

通過表1和表2的成本對(duì)比以及計(jì)算，可以得出一圈風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用正反螺旋機(jī)構(gòu)成本要比一圈風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用手扳葫蘆機(jī)構(gòu)成本低688元，一圈風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用手扳葫蘆機(jī)構(gòu)成本亦是一圈風(fēng)電塔筒外用升降機(jī)用正反螺旋機(jī)構(gòu)成本的3.5倍，僅以1.5 MW風(fēng)電塔筒為例，塔筒高為62 m，所需抱塔機(jī)構(gòu)數(shù)為34圈，若用手扳葫蘆機(jī)構(gòu)則需要費(fèi)用962×34=32 708元，而用正反螺旋機(jī)構(gòu)代替則需要費(fèi)用244×34=8 296元，光這一項(xiàng)費(fèi)用就比手扳葫蘆機(jī)構(gòu)少32 708-8 296=24 412元，而這也僅僅是一臺(tái)風(fēng)電塔筒上安裝所發(fā)生的差價(jià)，一旦市場(chǎng)成熟，其中所蘊(yùn)含的價(jià)值不可估量。

通過對(duì)比可得出，正反螺旋機(jī)構(gòu)相較手扳葫蘆機(jī)構(gòu)不僅成本價(jià)格低的多，同時(shí)安全性能也要優(yōu)于手扳葫蘆機(jī)構(gòu)，可放心安裝使用。

正反螺旋機(jī)構(gòu)在風(fēng)電塔筒上的理論使用圖見圖4。

6 結(jié)語

通過改進(jìn)抱塔機(jī)構(gòu)和連接件的結(jié)構(gòu)形式，完全可以達(dá)到升降機(jī)對(duì)其的要求，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行更加平穩(wěn)，用戶操作舒適度提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔筒進(jìn)行保護(hù)的目的，有利于塔外升降機(jī)的推廣使用。

[1] 孫 恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].第7版.北京:高等教育出版社，2006.

[2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第8版.北京:高等教育出版社，2006.

[3] 劉鴻文.材料力學(xué)(Ⅰ、Ⅱ)[M].第4版.北京：高等教育出版社，2004.

[4] DB62/T 2265—2012，風(fēng)電塔架專用升降機(jī)技術(shù)規(guī)范[S].

On design and improvement of holding part and connection pieces of outside elevators

Zhang Yuanhu Chen Shaojuan

(GansuConstructionEquipmentManufacturingCo.,Ltd,Lanzhou730050,China)

The paper analyzes the holding parts and connection pieces of tower wind electricity elevator, explores the factors influencing its design, and points out the protection measures of the tower according to the requirements for the elevator of rack and straightness and solutions, so as to provide some reference for its design.

holding part, connection piece, elevator, cost

2014-12-13

張淵虎(1986- )，男，助理工程師； 陳紹娟(1984- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)06-0214-02

TH211.6

A