本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組安裝，尤其涉及一種用于風(fēng)電機(jī)組的吊裝防干涉雙重驗(yàn)證模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、隨著風(fēng)電機(jī)組向大葉輪、高功率方向的發(fā)展，高功率、大直徑掃風(fēng)面積、超高塔筒風(fēng)電機(jī)組正大規(guī)模、迅速地投入到風(fēng)電項(xiàng)目中來(lái)，此類機(jī)組葉輪組合安裝后會(huì)因葉片長(zhǎng)、輪轂設(shè)備重等因素造成葉輪重量變大。風(fēng)電機(jī)組在安裝時(shí)需要配設(shè)起重機(jī)(主吊車)進(jìn)行吊裝葉輪、輪轂等部件，為保證符合安規(guī)要求起重機(jī)要采用較小工作半徑，使其臂桿更能夠靠近葉輪。但因葉輪外形復(fù)雜、機(jī)艙低速軸上揚(yáng)角度等因素，使得葉片更加向起重機(jī)的主吊方向偏移，再加上葉輪外形較為復(fù)雜，如葉片因性能的提升而變長(zhǎng)且彎曲弧度變大，使葉輪吊裝時(shí)輪轂和葉尖與主吊臂桿的防抗桿間安全距離成為極其重要的管控目標(biāo)之一。

2、以往會(huì)通過(guò)提升起重機(jī)的噸位型號(hào)、更換風(fēng)電桿頭工況、現(xiàn)場(chǎng)憑借吊裝工作人員豐富的經(jīng)驗(yàn)等方法，來(lái)控制盡量避免干涉臂桿現(xiàn)象的發(fā)生，不僅存在浪費(fèi)起重機(jī)性能的現(xiàn)象，而且無(wú)法完全防控設(shè)備吊裝干涉的風(fēng)險(xiǎn)。因此，隨著風(fēng)電項(xiàng)目的施工效率、施工質(zhì)量、各部件的安裝精度等要求的不斷提升，上述方法已不能適應(yīng)當(dāng)今風(fēng)電機(jī)組的興安要求，需要對(duì)上述方法進(jìn)行提升和改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠精準(zhǔn)獲得吊裝設(shè)備的作業(yè)角度、抗桿距離、作業(yè)半徑等，并以此實(shí)現(xiàn)防干涉吊裝設(shè)備的搭建，最終完成風(fēng)電機(jī)組的無(wú)干涉施工，且保證施工安全性、高效性的用于風(fēng)電機(jī)組的吊裝防干涉雙重驗(yàn)證模型構(gòu)建方法。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：用于風(fēng)電機(jī)組的吊裝防干涉雙重驗(yàn)證模型構(gòu)建方法，包括數(shù)學(xué)計(jì)算驗(yàn)證模型和尺規(guī)作圖驗(yàn)證模型，

3、所述數(shù)學(xué)計(jì)算驗(yàn)證模型包括以下步驟，

4、sp1、根據(jù)已經(jīng)確定使用的主吊車構(gòu)建其安裝后的主吊車側(cè)視簡(jiǎn)圖；

5、確定主吊回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)o，根據(jù)已經(jīng)確定使用的主吊車的技術(shù)參數(shù)以主吊回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)o為基準(zhǔn)，確定主吊臂桿根鉸接點(diǎn)a、主吊臂桿的最高點(diǎn)b和主吊副臂桿的端點(diǎn)c，且所述主吊回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)o與所述主吊臂桿根鉸接點(diǎn)a在同一水平線上，將點(diǎn)o、點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c依次利用直線連接，即為所述主吊車側(cè)視簡(jiǎn)圖；

6、sp2、確定所述主吊副臂桿的最高點(diǎn)c在所述主吊回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)o與所述主吊臂桿根鉸接點(diǎn)a連線延長(zhǎng)線上的投影點(diǎn)為投影點(diǎn)n，所述主吊副臂桿的最高點(diǎn)c、所述投影點(diǎn)n在地面上的投影重合點(diǎn)為投影點(diǎn)g，所述投影點(diǎn)n與所述投影點(diǎn)g間的距離為所述主吊臂桿根鉸接點(diǎn)a到地面的垂直距離，將點(diǎn)a和點(diǎn)n、點(diǎn)c和點(diǎn)n、點(diǎn)n和點(diǎn)g分別利用直線連接，結(jié)合步驟sp1的直線連接獲得的線段有線段oa、線段ab、線段bc、線段cn、線段an和線段ng；

7、延長(zhǎng)線段ab，線段ab的延長(zhǎng)線與線段bc間的夾角α為延長(zhǎng)的主吊臂桿與主吊副臂桿間的夾角；

8、線段oa、線段ab、線段bc、線段an和線段ng的長(zhǎng)度、夾角α的角度均可通過(guò)查詢主吊車的性能手冊(cè)獲得；

9、sp3、用直線連接點(diǎn)a和c獲得線段ac，并獲得δabc和rtδanc，利用三角函數(shù)能夠求得線段ac的長(zhǎng)度，公式1為，

10、

11、式中，∠abc＝180°-α，∠abc為主吊臂桿與主吊副臂桿間的夾角，線段ab、線段bc的長(zhǎng)度均可通過(guò)查詢主吊車的性能手冊(cè)獲得；

12、sp4、結(jié)合∠abc的數(shù)值，利用三角函數(shù)求得∠bac，公式2為，

13、

14、式中，線段bc的長(zhǎng)度通過(guò)查詢主吊車的性能手冊(cè)獲得，，線段ac的長(zhǎng)度通過(guò)步驟sp3計(jì)算獲得；

15、sp5、在rtδanc中，利用勾股定理能夠得線段ac的計(jì)算公式，公式3為，

16、

17、結(jié)合公式1和公式3，獲得計(jì)算線段cn的公式4為，

18、

19、線段cn的長(zhǎng)度為主吊車該工況下作業(yè)半徑on所對(duì)應(yīng)的吊裝高度；

20、sp6、結(jié)合公式4，根據(jù)三角函數(shù)反推獲得公式5為，

21、

22、sp7、延長(zhǎng)線段ab和線段nc相較于點(diǎn)m，并獲得rtδanm，在rtδanm中，通過(guò)公式6可計(jì)算∠man的度數(shù)，公式6為。

23、∠mav＝∠bac+∠can

24、結(jié)合公式6、公式2和公式5，得公式7，

25、

26、整理后的公式8，

27、mn＝(on-oa)×tg(∠man)

28、sp8、根據(jù)葉輪機(jī)組安裝圖確定輪轂安裝后外端的頂點(diǎn)p，過(guò)點(diǎn)p的水平線與主吊臂桿的交點(diǎn)為q點(diǎn)，用直線連接p點(diǎn)與q點(diǎn)獲得線段pq和rtδqpm，且rtδqpm與rtδanm為相似三角形，根據(jù)相似三角形等比例計(jì)算線段pq的長(zhǎng)度，公式9為，

29、

30、結(jié)合式8可計(jì)算獲得線段pq的長(zhǎng)度；

31、sp9、根據(jù)風(fēng)機(jī)設(shè)備廠家技術(shù)資料獲得葉輪吊點(diǎn)至輪轂頂部的距離l1，若pq-l1≥500mm，則證明所選主吊車的作業(yè)半徑on滿足葉輪吊裝防抗桿安全要求；

32、所述尺規(guī)作圖驗(yàn)證模型包括以下步驟，

33、sp1’、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備廠家技術(shù)資料，按比例縮小繪制風(fēng)電機(jī)組的塔架、機(jī)艙和輪轂的機(jī)組側(cè)視簡(jiǎn)圖，并在所述機(jī)組側(cè)視簡(jiǎn)圖上標(biāo)注輪轂外端頂點(diǎn)a’即步驟sp8中的p點(diǎn)、葉輪重心在頂面投影點(diǎn)b’、塔架豎立后重心在頂面的投影點(diǎn)c’、機(jī)艙重心在頂面投影點(diǎn)d、葉片變槳軸承9點(diǎn)鐘方位點(diǎn)e、葉片變槳軸承端面圓心點(diǎn)f，標(biāo)注機(jī)艙中心線到地面的距離h；

34、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備廠家技術(shù)資料，按比例縮小繪制風(fēng)電機(jī)組的塔筒、機(jī)艙和輪轂的機(jī)組俯視簡(jiǎn)圖，并在所述機(jī)組俯視簡(jiǎn)圖上對(duì)應(yīng)標(biāo)注出點(diǎn)a’、點(diǎn)b’、點(diǎn)c’、點(diǎn)d、點(diǎn)e和點(diǎn)f，延長(zhǎng)葉片根部外沿使之與點(diǎn)a’與點(diǎn)d的連線垂直交于點(diǎn)g’，標(biāo)注葉片根部向葉尾方向延伸的一個(gè)起重臂寬度的距離l2；

35、sp2’、根據(jù)已經(jīng)確定使用的主吊車，按照風(fēng)電機(jī)組的縮小比例繪制主吊臂桿的最大外形臂桿俯視簡(jiǎn)圖，在所述臂桿俯視簡(jiǎn)圖的一頂點(diǎn)上標(biāo)注點(diǎn)j，另一頂點(diǎn)上標(biāo)注點(diǎn)i，且使點(diǎn)j與點(diǎn)i位于同一水平線上；

36、以點(diǎn)j為圓心，以安全距離為半徑繪制圓1；

37、以點(diǎn)i為圓心，以點(diǎn)b’與點(diǎn)f的距離+安全距離為半徑繪制圓2；

38、sp3’、葉片根部外沿向葉尾方向延伸后會(huì)與圓1相切與點(diǎn)k，而延長(zhǎng)葉片根部外沿的另一方向與點(diǎn)a’與點(diǎn)d的連線垂直交于點(diǎn)g’，連接點(diǎn)k與點(diǎn)g’獲得圓1的一條切線g’k，通過(guò)點(diǎn)g’做切線g’k的垂線，延長(zhǎng)該垂線會(huì)與圓2相切，切點(diǎn)為點(diǎn)l，獲得圓2的一條切線g’l，即切線g’k⊥切線g’l；

39、sp4’、在sp1’步驟中，延長(zhǎng)葉片根部外沿使之與點(diǎn)a’與點(diǎn)d的連線垂直交于點(diǎn)g’，而點(diǎn)b’與點(diǎn)c’均位于點(diǎn)a’與點(diǎn)d的連線上，因此，切線g’l實(shí)質(zhì)與a’與點(diǎn)d的連線重合，即點(diǎn)b’、點(diǎn)c’均位于切線g’l的延長(zhǎng)線上，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備廠家技術(shù)資料即可獲得點(diǎn)b’與點(diǎn)g’的距離、點(diǎn)b’與點(diǎn)c’的距離、點(diǎn)c’與點(diǎn)d的距離，并依此在切線g’l的延長(zhǎng)線上對(duì)應(yīng)標(biāo)注點(diǎn)b’、點(diǎn)c’與點(diǎn)d；

40、sp5’、將步驟sp1’中的機(jī)組俯視簡(jiǎn)圖與步驟sp1中的主吊車側(cè)視簡(jiǎn)圖相結(jié)合，以機(jī)艙中心線到線段on的垂直距離為h確定機(jī)艙的位置，并使線段cn的延長(zhǎng)線通過(guò)點(diǎn)b’，即獲得風(fēng)電機(jī)組及主吊車的組合側(cè)視簡(jiǎn)圖；

41、在所述組合側(cè)視簡(jiǎn)圖上標(biāo)注主吊車的作業(yè)半徑r1，作業(yè)半徑r1實(shí)際為所述數(shù)學(xué)計(jì)算驗(yàn)證模型中的線段on，機(jī)艙中心線與主吊臂桿前沿交點(diǎn)位置的回轉(zhuǎn)半徑為r2，在所述組合側(cè)視簡(jiǎn)圖上標(biāo)注回轉(zhuǎn)半徑r2；

42、sp6’、將步驟sp1’中的機(jī)組俯視簡(jiǎn)圖中標(biāo)注點(diǎn)j與標(biāo)注點(diǎn)i的中點(diǎn)標(biāo)注為點(diǎn)n’，點(diǎn)n’為偏轉(zhuǎn)前機(jī)艙正面朝向主吊臂桿時(shí)，機(jī)艙的中心線與主吊臂桿的交點(diǎn)在機(jī)組俯視簡(jiǎn)圖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)后機(jī)艙中心線與點(diǎn)d、點(diǎn)l的連線重合；

43、在點(diǎn)n’的正下方以h距離對(duì)應(yīng)的尺寸確認(rèn)一點(diǎn)，以確認(rèn)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以回轉(zhuǎn)半徑r2對(duì)應(yīng)的尺寸確認(rèn)一點(diǎn)o’，點(diǎn)o’即為主吊車的回轉(zhuǎn)中心；

44、sp7’、分別用直線連接點(diǎn)o’和點(diǎn)d、點(diǎn)o’和點(diǎn)c’、點(diǎn)o’和點(diǎn)b’，∠o’c’l即為機(jī)艙的偏轉(zhuǎn)角度，點(diǎn)o’和點(diǎn)d的距離即為機(jī)艙吊裝時(shí)主吊車的作業(yè)半徑r3，點(diǎn)o’和點(diǎn)c’的距離即為塔架吊裝時(shí)主吊車的作業(yè)半徑r4，點(diǎn)o’和點(diǎn)d距離即為葉片吊裝主吊車的作業(yè)半徑r5，用于驗(yàn)證施工是否滿足規(guī)范；

45、sp8’、葉片在吊裝過(guò)程中至少會(huì)有位移量s的偏移，結(jié)合步驟sp1’中點(diǎn)e和點(diǎn)f的位置，位移量s的計(jì)算公式10為，

46、s＝ef×sin∠o’g’l，

47、核實(shí)位移量s＞葉片根部法蘭直徑的1/2，即滿足葉片安裝施工的安全要求。

48、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述線段ab的延長(zhǎng)線與線段bc間的夾角α為29°。

49、作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述安全距離為0.6m。

50、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：數(shù)學(xué)計(jì)算驗(yàn)證模型計(jì)算獲得主吊車的作業(yè)半徑；通過(guò)逆向思維建立的尺規(guī)作圖驗(yàn)證模型，合理地采用了最大值界定計(jì)算法，定量化精準(zhǔn)確定了機(jī)艙的偏轉(zhuǎn)角度、機(jī)械站位中心點(diǎn)即主吊車的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)、各部件吊裝時(shí)對(duì)應(yīng)的作業(yè)半徑等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從而使得風(fēng)電機(jī)組設(shè)備能夠安全、快速、精準(zhǔn)地安裝就位，解決了重型大葉輪吊裝難度高的問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、合理、安全可靠、方便計(jì)算操作。