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根据风力资源分布,部分风力发电场修建在地形复杂的山地。由于大型风力发电机叶片长度较长,有些型号叶片长度甚至近达50m,超长的叶片造成山地运输时叶片尾部极易与道路旁的山体、建筑物树木等发生碰撞,造成运输困难,这就对进场道路条件提出了较高的要求。因此,急需一种兼有良好的通行性和稳定性的运输装备,以解决山地超长物件的避障运输难题。本文研究一种风机叶片山地运输装备,可使风机叶片在运输过程中举升并且水平旋转一定角度,给风机叶片的山地运输带来了极大便利,具有一定的理论价值和实际意义。 本文在分析风机叶片举升及旋转装备各种运动形式优缺点的基础上创新设计了一种新型连杆滑块举升机构,来实现举升过程中装备总体重心自动调整,将重心变化控制在较小范围,因而具有无需配重的优点。分析了液压缸的最佳布置方式。计算了应用本装备运输大型风机叶片时道路占用情况的变化,与传统运输方式相比,本装备可以有效降低对道路的转弯半径要求,进而极大地降低道路改造费用。 利用Creo Parametric软件的参数化设计特性,具体设计了各结构件,建立了风机叶片山地运输装备的实体模型。通过建立力学模型,根据静力学分析方法,计算了构件内力。计算了装备在运行过程中的重心变动情况,确保装备整体重心变动小于半挂车的半轮距,保证了运输时的安全与稳定。 在对装备的实体模型进行了简化后,导入ANSYS软件,进行了有限元静态结构分析与模态分析,根据静态分析结果对装备的结构强度进行了评价,分析结果表明装备结构强度符合设计安全要求;通过模态分析得到了装备的固有振动特性,即模态频率和模态振型,根据分析结果得知,装备不会因为共振而失效,结构设计较为合理。 装备试制成功后进行了试运行,装备在运行过程中表现良好,说明本文的设计分析具有一定参考和实用价值。