專利名稱：風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)塔筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是關(guān)于形狀、布置相似的風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的 系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今綠色能源發(fā)展迅速，特別是風(fēng)力發(fā)電，由于資源非常豐富，加之與此相關(guān)的技 術(shù)相當(dāng)成熟，在國(guó)內(nèi)外迅猛發(fā)展。由于風(fēng)力資源分布比較集中，經(jīng)過(guò)多年的風(fēng)場(chǎng)建設(shè)，優(yōu)質(zhì)的資源已經(jīng)相當(dāng)有限，為 了最大限度的利用風(fēng)力資源，多種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相繼開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出來(lái)，相應(yīng)的塔架也 隨之設(shè)計(jì)出來(lái)，由于塔架類型不斷的增多，對(duì)應(yīng)的塔架設(shè)計(jì)圖也會(huì)不斷增加。塔架設(shè)計(jì)的一 般程序是載荷計(jì)算部門綜合風(fēng)機(jī)的功率、風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速記錄、葉片的翼型、齒輪傳動(dòng)鏈的傳 動(dòng)形式、風(fēng)機(jī)機(jī)艙總重量等數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)專門的風(fēng)機(jī)載荷計(jì)算軟件設(shè)計(jì)出塔架的基本外形，然 后交給機(jī)械設(shè)計(jì)部門進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，各種塔架的基本形狀都是比 較相近，特別是塔架內(nèi)部的布置構(gòu)造，看起來(lái)雖然比較凌亂，但布置原理基本一致，如果按 照原來(lái)的布置規(guī)律設(shè)計(jì)繪圖，重復(fù)性的繪圖工作會(huì)加重。如果能按照一定的規(guī)律，利用原始 驅(qū)動(dòng)尺寸來(lái)驅(qū)動(dòng)變化的尺寸，產(chǎn)生出一系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將極大程度地減少工作重復(fù)性，提 高工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。 采用此方法并結(jié)合相應(yīng)的繪圖軟件，可以減少大量的重復(fù)性設(shè)計(jì)工作。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)方法，在相關(guān)單位取得一致的前提下，包括以下內(nèi)容1)首先根據(jù)載荷計(jì)算部門給定的風(fēng)機(jī)塔筒形狀和尺寸，確定塔筒上預(yù)安裝設(shè)備平 臺(tái)處塔筒的內(nèi)徑尺寸D0，2)根據(jù)DO確定設(shè)備平臺(tái)平板的外徑Dl為Dl = D0-20,3)根據(jù)Dl確定平臺(tái)底部支撐連接點(diǎn)的螺栓孔分布直徑D2為D2 = D1-80,4)根據(jù)Dl確定平臺(tái)豎直底梁距離平臺(tái)平面中心線的垂直距離Ll為L(zhǎng)l = D1*0. 5-(1000+106+80)，5)根據(jù)Dl、Ll確定平臺(tái)豎直底梁的中心線長(zhǎng)度L2為L(zhǎng)2 = 2* [(Dl)2- (Ll+44)2] = 2*(744*(D1_744))0.5，6)根據(jù)L2、D2確定平臺(tái)豎直底梁中心線的端點(diǎn)至平臺(tái)圓心的連線與X軸的最小 夾角W1為Q1 = arcsinL2/D2o
7)根據(jù)O1確定平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角θ為設(shè)χ為平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng) χ = 1 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>當(dāng)χ≥ 2 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>8)根據(jù)θ確定平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐分布角α為設(shè)y為平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng)y= 1 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>當(dāng)y = 2 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>當(dāng)y ≥ 3 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>9)根據(jù)D2及O1，確定平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角β為設(shè)ζ為平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng) Z = 1 時(shí)，β 丄=arcsin(1000/D2)，當(dāng)z = 2 時(shí)，β2 = 5° +β當(dāng)Z ≥ 3 時(shí)，<formula>formula see original document page 4</formula>本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)利用本方法并結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì) 軟件，用戶只需輸入塔架外形設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸值，即可通過(guò)各關(guān)系式計(jì)算出設(shè)備平臺(tái)的各 參數(shù)值，自動(dòng)繪出對(duì)應(yīng)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖，極大程度的減少了設(shè)計(jì)人員的繪圖時(shí)間，設(shè)計(jì)人員只 需按照以往的經(jīng)驗(yàn)檢查核對(duì)程序繪制的圖形是否有缺陷即可。


圖1是塔筒結(jié)構(gòu)示意2是塔筒內(nèi)平臺(tái)布置示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明是根據(jù)長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，首先確定一組固定的經(jīng)驗(yàn)值，然后根據(jù)這些固定 值和人為給定的一些條件值，通過(guò)關(guān)系式計(jì)算出塔筒某一高度平臺(tái)的平面設(shè)計(jì)尺寸。具體 為如圖1所示，一般地，對(duì)于確定功率的風(fēng)機(jī)，載荷計(jì)算部門就會(huì)確定出風(fēng)機(jī)塔筒的 外形尺寸，包括高度、外徑和壁厚尺寸，這些尺寸對(duì)于本發(fā)明來(lái)講就是固定的值。比如確定 了要在塔筒某一 H高度處設(shè)置設(shè)備平臺(tái)，則相對(duì)應(yīng)地，H高度處的塔筒外徑值D和壁厚B也 就確定了，即塔筒內(nèi)徑DO = D-B也就確定了，DO就作為安裝設(shè)備平臺(tái)的原始驅(qū)動(dòng)尺寸。工程上，一般要在塔筒的某一高度設(shè)置設(shè)備平臺(tái)，具體在哪一高度設(shè)置，可以根據(jù) 工程需要確定，而設(shè)備平臺(tái)的布局是基本不變的，一般主要設(shè)計(jì)如下一些尺寸，如圖2所 示Dl-設(shè)備平臺(tái)平板的外徑，D2-平臺(tái)底部支撐連接點(diǎn)的螺栓孔分布直徑，Ll-平臺(tái)豎直底梁距離平臺(tái)平面中心線的垂直距離，L2-平臺(tái)豎直底梁的中心線長(zhǎng)度，
(O1-平臺(tái)豎直底梁中心線的一個(gè)端點(diǎn)至平臺(tái)圓心的連線與X軸的最小夾角，θ -平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角，α -平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐分布角，平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角。因此，各高度平臺(tái)的設(shè)計(jì)只是尺寸在變化而已，而這些尺寸的變化都?xì)w因于塔筒 高度和徑向尺寸的變化?，F(xiàn)以H高度設(shè)置平臺(tái)為例予以詳細(xì)介紹，當(dāng)平臺(tái)高度H確定后，塔 筒內(nèi)徑DO也就確定了，以上尺寸完全由DO驅(qū)動(dòng)，即只要在軟件程序中輸入DO的數(shù)值，相關(guān) 聯(lián)的尺寸就會(huì)隨動(dòng)，完成自動(dòng)繪制。以DO為原始驅(qū)動(dòng)尺寸，對(duì)上述各參數(shù)的計(jì)算方法為(設(shè) 定相關(guān)單位統(tǒng)一)Dl = D0-20 (20mm為平臺(tái)外徑距離筒壁最小間隙)，D2 = Dl-80 (80mm為螺栓孔距離平臺(tái)邊緣最小距離)，Ll = D1*0. 5-(1000+106+80)，L2 = 2* [ (Dl)2- (L1+44)2] = 2* (744* (Dl—744))0.5，Co1 = arcsinL2/D2，θ 設(shè)χ為平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng) χ = 1 時(shí)，θ i = ωι+(180° Φω^Λχ+Ι)，當(dāng)χ≥ 2 時(shí)，θχ= θ η+(180° Φω^/Ο +Ι)，α 設(shè)y為平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng)y= 1 時(shí)，αι = θχ+(180° -9x)/(y+l)，當(dāng)y = 2 時(shí)，α2 = α ^(180° -9x)/(y+l)，當(dāng)y ≥ 3 時(shí)，ay = α ^yMlSO。_9x)/(y+l)，β 設(shè)ζ為平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則當(dāng) ζ = 1 時(shí)，β ！ = arcsin(1000/D2)，當(dāng)z = 2 時(shí)，β2 = 5° +β當(dāng)ζ 彡 3 時(shí)，<formula>formula see original document page 5</formula>
以上為主要部件的關(guān)鍵尺寸，完全由DO驅(qū)動(dòng)，即只要輸入DO的數(shù)值，相關(guān)聯(lián)的尺 寸隨動(dòng)，完成自動(dòng)繪制。技術(shù)人員可以畫出具體零件的大概輪廓，把關(guān)鍵尺寸值改為同名的 代號(hào)，即可驅(qū)動(dòng)零件的詳細(xì)繪圖，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這樣既可以減少設(shè)計(jì)人員的計(jì)算工作 量，減少出錯(cuò)的幾率，又可以迅速的繪制圖紙，節(jié)省時(shí)間，避免不必要的重復(fù)性勞動(dòng)，降低工 作成本。上述方法還可以引申為與塔筒尺寸相關(guān)的其他工程設(shè)計(jì)。凡是在本發(fā)明技術(shù)方案 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，在相關(guān)單位取得一致的前提下，包括以下內(nèi)容1)首先根據(jù)載荷計(jì)算部門給定的風(fēng)機(jī)塔筒形狀和尺寸，確定塔筒上預(yù)安裝設(shè)備平臺(tái)處塔筒的內(nèi)徑尺寸D0，2)根據(jù)D0確定設(shè)備平臺(tái)平板的外徑D1為D1＝D0-20，3)根據(jù)D1確定平臺(tái)底部支撐連接點(diǎn)的螺栓孔分布直徑D2為D2＝D1-80，4)根據(jù)D1確定平臺(tái)豎直底梁距離平臺(tái)平面中心線的垂直距離L1為L(zhǎng)1＝D1*0.5-(1000+106+80)，5)根據(jù)D1、L1確定平臺(tái)豎直底梁的中心線長(zhǎng)度L2為L(zhǎng)2＝2*[(D1)2-(L1+44)2]＝2*(744*(D1-744))0.5，6)根據(jù)L2、D2確定平臺(tái)豎直底梁中心線的端點(diǎn)至平臺(tái)圓心的連線與X軸的最小夾角ω1為ω1＝arcsinL2/D2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于根據(jù) Q1確定平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角θ為:設(shè)χ為平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則 當(dāng) χ = 1 時(shí)，θ i = ωι+(180° Φω^/Ο +Ι)， 當(dāng)χ 彡 2時(shí)，θχ= θη+αδΟ。 Φω^/Ο +Ι)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于根據(jù) θ確定平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐分布角α為設(shè)y為平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則 當(dāng)y = 1 時(shí)，CI1 = θχ+(180° -ex)/(y+l)， 當(dāng)y = 2時(shí)，α2 = α1+(180° -9x)/(y+l)， 當(dāng) y 彡 3 時(shí)，ay= ai+y*(180° _θχ)/(Υ+1)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于 根據(jù)D2及Q1，確定平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角β為設(shè)ζ為平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則 當(dāng) ζ = 1 時(shí)，β 工=arcsin(1000/D2)， 當(dāng) ζ = 2 時(shí)，β2 = 5° 當(dāng) ζ 彡 3 時(shí)，βζ = βζ1+(ω「β2)/(ζ+1)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于根據(jù) D2及Q1，確定平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角β為設(shè)ζ為平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐的數(shù)量，則 當(dāng) ζ = 1 時(shí)，β 工=arcsin(1000/D2)， 當(dāng) ζ = 2 時(shí)，β2 = 5° 當(dāng) ζ 彡 3 時(shí)，βζ = ^—+(ο^-βΟΛζ+Ι)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)機(jī)塔筒平臺(tái)的系列化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，包括以下內(nèi)容根據(jù)載荷計(jì)算確定安裝平臺(tái)處塔筒的內(nèi)徑D0，然后根據(jù)D0確定D1-設(shè)備平臺(tái)平板的外徑，D2-平臺(tái)底部支撐連接點(diǎn)的螺栓孔分布直徑，L1-平臺(tái)豎直底梁距離平臺(tái)平面中心線的垂直距離，L2-平臺(tái)豎直底梁的中心線長(zhǎng)度，ω1-平臺(tái)豎直底梁中心線的一個(gè)端點(diǎn)至平臺(tái)圓心的連線與X軸的最小夾角，θ-平臺(tái)兩豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角，α-平臺(tái)豎直底梁與水平底梁之間所設(shè)置的支撐分布角，β-平臺(tái)人孔口與豎直底梁之間所設(shè)置的支撐分布角。利用本方法和支持軟件用戶只需輸入塔架外形設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸值，即可通過(guò)關(guān)系式計(jì)算出設(shè)備平臺(tái)的各參數(shù)值，自動(dòng)繪出對(duì)應(yīng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖，極大程度的減少了設(shè)計(jì)人員的繪圖時(shí)間。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101825066SQ20101016126
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者李英昌, 王海龍 申請(qǐng)人:國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司