安装海上风电装置基础钢桩的双边吊具设计.pdf

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1、现代制造工程2010年第10期制造技术／工艺装备安装海上风电装置基础钢桩的双边吊具设计张波，王立权，王茁，孙荣华，王刚(哈尔滨工程大学机电学院，哈尔滨150001)摘要：为开发出具有自主品牌的海上风力发电机安装设备一基础钢桩的双边吊具，首先，进行双边吊具的结构设计并阐述其工作原理；其次，设计液压缸与斜夹块组成的夹紧机构，分析其受力关系，确定夹紧块受到的正压力与摩擦因数；第三，针对吊具的小端吊臂采用有限元法进行强度分析与校核；最后，研制了模型样机并进行吊管试验，验证了方案设计的合理性与可靠性，为工程样机的设计打下理论与实践基础。关键词：海上风电；钢桩；双边吊具；模型

2、样机中图分类号：THl22文献标识码：B文章编号：1671—3133(2010)10—枷92—05Designoftwo-sidessuspensiontoolofsteeltubestakeusedininstallingofwindpowerontheseaZHANGBo，WANGLi-quan，WANGZhuo，SUNRong—hua，WANGGang(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Haerbin150001，China)Abstract：The

3、aimofitisgoingtodevelopwindpowerinstallingequipmentwithself-determinationproduct．thatistwo—sidess啦一pemiontoolofsteeltubestake．Atfirst，themechanismofitWaSdesignedanditsprinciplewagalsoexpounded．Next，theclam-pingmechanismcomposedofhydrauliccylinderandinclinedclampingblockswasdesignedand

4、itsforcerelationwasanalyzed，SOthepositivepressureofclampingblocksandfrictioncoefficientswerecalculated．Then，usingthemethodofthefiniteelementstoanalyzeandcheckthestrengthofthesrnallsuspensiona珊．Intheend．itsmodelmachinewasnladeandtheexperimentofsus—pendingsteeltubeWaSdone，andverifiedits

5、rationalityandreliabilityonthescheme，whichfoundedthebaseoftheoryandprac·fleefortheengineeringmachine．Keywords：windpoweronthesea；steeltubestake；two—sidessuspemiontool；modelmachine0引言风力发电从陆地走向海洋，带来运输、安装和吊装等问题，到目前为止，该项技术一直为国外公司所垄断，我国还没有掌握大型风力发电机组基础钢桩的海上安装技术，海上风力发电机组基础钢桩的安装成本较高。本文结合中海油公司海

6、上风力发电机组基础钢桩安装技术研究课题进行研究，设计具有自主品牌的海上风力发电机组基础钢桩安装设备之一——钢桩双边吊具，实现风力发电机组基础钢桩的吊卸及海上就位，钢桩规格：直径为拶000mm，重量为500t的钢管。1钢桩双边吊具的结构设计与工作原理钢桩双边吊具需要完成的任务是把500t的风力92发电机组基础钢桩从施工船上吊装到海里就位，难度是钢桩体积大、重量大，普通的起重吊具无法完成此项作业，因此，需要特殊设计。钢桩双边吊具主要由吊具主体、船上液压动力源与控制操作柜三部分组成，技术指标如下：钢桩直径为64000～5000mm；壁厚范围为20～70nun；垂直重量为

7、500t；夹紧方式为液压缸驱动、机构自重；放松方式为液压缸驱动；液压系统额定压力为25MPa，流量为20L／min；承载方式为液压缸预紧力、钢桩的自重力和夹块嵌入钢桩内壁产生的摩擦力。钢桩双边吊具主体三维模型如图1所示。钢桩双边吊具主体由大端吊臂组件、小端吊臂组件、吊梁组件及吊耳四部分组成。吊梁组件由吊耳连接块、吊梁连接块、斜连接板、上连接板、侧连接板、下连接板和吊梁支撑板等组成。大端吊臂组件和小端吊臂组件均由上盖板、立翼、上盖板筋板、下盖板、内夹紧和外制造技术／工艺装备现代制造工程2010年第10期夹紧机构组成，不同的是大端吊臂组件的尺寸大于小端吊臂组件的尺寸，

8、这样大端吊