塔外升降機抱塔機構及連接件結構設計與改進

張淵虎 陳紹娟

(甘肅建投裝備制造有限公司，甘肅 蘭州 730050)

塔外升降機抱塔機構及連接件結構設計與改進

張淵虎 陳紹娟

(甘肅建投裝備制造有限公司，甘肅 蘭州 730050)

對塔筒風電升降機抱塔機構以及連接件進行了分析，探討了影響其設計的因素，通過研究升降機對齒條直線度的要求及解決方法，提出了對塔筒的保護措施，對其設計有一定的借鑒作用。

抱塔機構，連接件，升降機，成本

1 抱塔機構與塔筒相貼合部分的現狀與改進措施

抱塔機構和連接件是塔筒升降機非常重要的一個部件，通過它們和齒條可以將風電塔筒升降機固定到塔筒上以便于在塔筒表面進行運行，從而達到對塔筒表面進行補修，檢測，清洗等工作的目的。而抱塔機構由于直接附著于塔筒表面，因此抱塔機構的表面質量直接影響著塔筒的表面質量狀況，因此，抱塔機構的設計首先要保證對塔筒表面不造成破壞，而要保證抱塔機構的表面質量對塔筒不造成破壞，可對抱塔機構表面加貼橡膠層，這樣有利于防止抱塔機構安裝時間過長后在其內表面產生鐵銹從而對塔筒造成污染，另一方面由于橡膠層相對于鋼板和鋁板的柔性要高，在抱塔機構拉緊時，可以起到緩沖的作用，使抱塔機構對塔筒的受力更加均勻柔和，從而既保證連接件在塔筒上對附著力的要求也實現了對塔筒的保護。而抱塔機構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構安裝于塔筒表面上時塔筒的美觀度，另一方面防止鐵鏈對塔筒造成擠壓，可防止雨雪對鐵鏈的壽命影響，其次也可以及時了解管內鐵鏈的現狀，比如銹蝕、破損等情況，以便于及時發現并提出應對措施，防止惡性事故的發生，保證升降機的正常運作。

2 塔筒對抱塔機構和連接件的設計要求以及解決辦法

抱塔機構安裝于塔筒上時，由于塔筒一般都隨塔筒高度的不同，而半徑不同，因此抱塔機構在安裝于塔筒上不同高度處抱塔機構半徑都有所差別，見圖1，但如果要通過制作不同設計半徑的抱塔機構來達到安裝半徑要求，不僅制作成本高，耗時長，而且也不便于管理，安裝也相對復雜，互換性也很差，不利于推廣。因此為了達到塔筒對不同半徑連接件的設計要求，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，當連接件安裝于塔筒上拉緊時，緊固板上的內應力可以得到釋放，使整個抱塔機構對塔筒的緊固力更加均勻，也防止抱塔機構產生變形而對塔筒造成破壞，另一方面可以完成用同一種抱塔機構實現整個塔筒或部分高度的塔筒對其的安裝要求。即使對于特殊結構的塔筒也可以用同一種抱塔機構實現安裝。這樣不但便于生產、制造、運輸、管理以及安裝，也大大降低了相關成本，標準互換性也大大提高，使產品更有利于推廣。

3 現有產品的連接拉緊方式和改進措施

現有產品連接件之間通過手扳葫蘆連接，成本高，分量重，如圖2中抱塔機構連接用手扳葫蘆進行拉緊，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現連接件之間的拉緊，不僅可以代替手扳葫蘆來實現這一功能，而且相對于手扳葫蘆調節精度更高，拉緊力也完全可以達到整個升降機對抱塔機構拉緊力的要求，安全可靠，這種拉緊方式需要對不同型號的塔筒做數據分析，以此來確定一定范圍高度連接件之間鐵鏈的長度，但其制作成本相對手扳葫蘆要低的多，而且重量要比手扳葫蘆輕的多，運輸也方便，并且美觀簡潔，更加實用。

4 升降機對齒條直線度的要求以及解決辦法

連接件通過與齒條連接，而升降機則附著于齒條上，通過驅動機構來驅動升降機在齒條上上下行走，所以整個塔筒上齒條安裝后的齒條的直線度對升降機的運行情況起很大的決定性作用，如果齒條安裝后直線度差，則升降機在運行過程中不但噪聲大，而且運行也不平穩，對驅動輪的磨損加劇，增加了驅動機構的運行負擔，工作人員也不能安心乘坐以及工作，也加劇了整個機構的壽命損耗，而連接件在制作的過程中也很難保證每個連接件都能夠達到很高的要求和標準，因此，可將連接件上與齒條相對應連接的孔改為長條孔，將連接件與抱塔機構相對應的連接孔也改為長條孔，成為圖3所示的結構，這樣可以實現連接件與齒條之間進行上下左右相對應孔的連接調整。通過相關設備，比如高度儀、經緯儀，來保證齒條安裝后在塔筒上的直線度和垂直度，從而使升降機更加平穩的運行，提高用戶的操作舒適感，延長升降機壽命，也便于升降機的推廣使用。

5 成本對比及安全性能對比分析

表1 風電塔筒外用升降機用手扳葫蘆機構成本計算

表2 風電塔筒外用升降機用正反螺旋機構成本計算

通過表1和表2的成本對比以及計算，可以得出一圈風電塔筒外用升降機用正反螺旋機構成本要比一圈風電塔筒外用升降機用手扳葫蘆機構成本低688元，一圈風電塔筒外用升降機用手扳葫蘆機構成本亦是一圈風電塔筒外用升降機用正反螺旋機構成本的3.5倍，僅以1.5 MW風電塔筒為例，塔筒高為62 m，所需抱塔機構數為34圈，若用手扳葫蘆機構則需要費用962×34=32 708元，而用正反螺旋機構代替則需要費用244×34=8 296元，光這一項費用就比手扳葫蘆機構少32 708-8 296=24 412元，而這也僅僅是一臺風電塔筒上安裝所發生的差價，一旦市場成熟，其中所蘊含的價值不可估量。

通過對比可得出，正反螺旋機構相較手扳葫蘆機構不僅成本價格低的多，同時安全性能也要優于手扳葫蘆機構，可放心安裝使用。

正反螺旋機構在風電塔筒上的理論使用圖見圖4。

6 結語

通過改進抱塔機構和連接件的結構形式，完全可以達到升降機對其的要求，從而使整個機構運行更加平穩，用戶操作舒適度提高，實現對塔筒進行保護的目的，有利于塔外升降機的推廣使用。

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

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[4] DB62/T 2265—2012，風電塔架專用升降機技術規范[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

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