风电自举升接近系统及其轻量化研究

【摘要】：随着工业革命以来能源消耗量的迅速增长以及传统石化能源造价高、污染大等特点,风力发电已经成为世界能源的重要组成部分。 针对风电机组维护任务的要求,本文研制了风电自举升接近系统,其主要任务是进行风电机组维护工作,能够完成从风电机组底座向上直达风力发电机的攀爬任务。 风电自举升接近系统以国内外优秀的爬壁机器人原理为理论依据,通过对爬壁机器人和风电机组维护作业国内外发展现状和应用情况的调查研究,系统的分析风电机组的维护方式、爬壁机器人的运动方式及风电接近任务的具体工作条件,提出两种具体方案并进行选择。通过三维软件对风电自举升接近系统进行三维建模；为了提高其安全性与工作效率,在对其进行关键部件的应力分析及轻量化的同时,对此接近系统进行结构改进,并进行再分析以确定其改进效果。 风电自举升接近系统的研制,主要难点有接近系统主体的结构设计、磁力吸附结构的设计。解决方式：主体采用了磁力吸附的车体结构设计,在保证吸附力的同时最大限度的提高了接近系统的轻便和灵活程度。 车架的轻量化是整个风电自举升接近系统轻量化设计的关键问题。在确定车架材料的情况下,运用轻量化设计方法对其进行轻量化处理,不但有效的降低了车架的应力变形,而且降低了它的重量6.25%。 【关键词】：风电维护 爬壁机器人 风电接近 轻量化
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 引言7-8
• 1.2 风电自举升接近系统国内外发展现状8-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-14
• 第二章 风电自举升接近系统总体方案的设计14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 风力发系统结构及维护内容14-17
• 2.3 风电自举升接近系统的设计方案选择17-22
• 2.4 本章总结22-23
• 第三章 风电自举升接近系统的3D建模23-41
• 3.1 风电自举升接近系统的设计理念23-24
• 3.2 风电自举升接近系统的静力学分析24-25
• 3.3 风电自举升接近系统移动机构的结构设计25-33
• 3.4 风电自举升接近系统吸附机构的结构设计33-39
• 3.5 风电自举升接近系统磁铁架的制造技术39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 风电自举升接近系统关键部件优化及轻量化设计41-51
• 4.1 风电自举升接近系统的运行工况及载荷分析41
• 4.2 有限元结构分析41-43
• 4.3 优化模型理论43-46
• 4.4 轻量化及结果分析46-48
• 4.5 车架的结构改进及分析48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 总结与展望51-54
• 5.1 全文总结51-52
• 5.2 存在的不足及对以后工作的展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-56

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