发电机组新型叠片联轴器传扭特性研究与应用

针对柴油发电机组领域使用的叠片联轴器加工工艺要求高以及没有连接螺钉强度、叠片刚度校核公式难题,设计了一种加工工艺性好、加工成本较低、装拆快速方便的新型叠片联轴器;采用动力学、电磁学、摩擦学及接触力学等经典力学理论,分析研究了其叠片螺孔端面、叠片内外圆以及螺钉在传扭过程中的力学模型,证明了这种新型叠片联轴器结构的可行性,推导出了联轴器连接螺钉直径及叠片厚度的理论计算公式。并且通过实例说明了这些理论公式的使用方法。对设计、推广使用这类新型叠片联轴器具有实用的理论指导意义。

滴灌系统叠片过滤器结构参数优化

针对不同级配含沙水和灌水器类型的叠片过滤器结构选型问题,该研究选取常用叠片过滤器,通过组合不同叠片数量改变相邻叠片间孔径,设计了多种不同泥沙处理能力的过滤器。对5种泥沙粒径级配条件下5种孔径叠片过滤器的性能开展试验研究,根据不同工况下叠片过滤器运行周期内的水头损失、堵塞时段水头损失增长速率、过滤器的堵塞均匀度以及灌水器流量偏差率等指标,采用模糊数学综合评价方法,构建综合考虑灌溉含沙水、叠片过滤器和滴灌灌水器的多目标评价模型。结果表明:基于叠片孔径可调的过滤器可以实现拦截不同粒径范围泥沙的目标,5种孔径过滤器拦截泥沙粒径(拦截率大于90%的沙粒段中最小粒径级配的中值粒径)分别为49、82、100、127和150μm;随着过滤器孔径减小,粒径越细小的含沙水对水头损失增大作用越显著。不同级配含沙水和灌水器类型条件下叠片过滤器性能综合评价结果与试验结果相符,通过对综合评价指标值排序,筛选出灌溉含沙水、过滤器、灌水器三者最优的匹配方式,能够同时实现灌水器堵塞程度轻微和过滤器性能稳定。提出的叠片过滤器结构参数配置决策方案,可为叠片过滤器的合理配置和使用提供参考。

利用等效复磁导率幅值对硅钢叠片铁心的改进均质化方法

工程上通常用电工钢等低损耗软磁材料制作电力变压器叠片铁心,并通过减少磁性材料叠片厚度和涂抹绝缘涂层来降低叠片的涡流损耗。在计算机仿真中通常用均质化方法对多层薄叠片进行建模,但需要在边缘处进行加密剖分以考虑集肤效应,计算成本较未均质化时有所下降,但依然较高。本文利用含有集肤效应的等效复磁导率幅值改进均质化公式,降低边缘网格的剖分数目,进一步降低计算成本。将国际基准问题TEAM 21d-M的20层硅钢片均质化并进行磁通以及损耗计算,结果显示本文所提方法在仿真数据上与实验结果最大误差不超过6%,内存占用、计算耗时上较已有的均质化方法大幅提升,表明改进均质化方法准确度高、速度快。

大转矩叠片联轴器等效试验件设计方法

针对大转矩叠片联轴器承受载荷较大、开展疲劳寿命试验存在困难且成本较高的问题,开展大转矩叠片联轴器等效试验件设计,使其满足通用联轴器试验设备条件,降低试验成本;建立叠片联轴器等效设计原则,并基于等效对称循环应力,提出了一种大转矩叠片联轴器等效试验件设计方法。通过理论计算和有限元仿真分析,对比验证了该设计方法的准确性和可行性。

联轴器叠片组件的应力影响因素研究

针对联轴器叠片组件断裂事件多为从最外层叠片首先出现断裂或者仅最外层叠片出现断裂的问题,开展叠片组件的应力影响因素研究。通过建立叠片联轴器的有限元仿真模型,开展了叠片组件在螺栓预紧力载荷和转矩载荷作用下的叠片组件应力分布研究。并进一步开展了螺栓预紧力和最外层叠片厚度对最外层叠片开裂位置的应力值的影响研究。结果表明,叠片组件的最外层叠片应力最大,向内层逐渐减小,最外层叠片开裂位置的应力值随螺栓预紧力的减小而减小,且最外层叠片开裂位置的应力值随最外层叠片厚度的增大而减小。研究建议将最外层叠片的厚度设置为1.2 mm以下,可有效减小最外层叠片的应力水平。

热复合叠片工艺对隔膜透气度的影响

热复合工艺需要对极片和隔膜进行热压,有必要研究隔膜的透气度在热复合前后的变化。探究不同热复合温度(50℃和70℃)和压力(0.10 MPa和0.15 MPa)对三元正极材料(NCM)锂离子电池涂胶隔膜透气度的影响。在相同的热复合工艺条件下,极片粘附情况对隔膜透气度的增值没有明显影响。压力对隔膜透气度的影响要明显高于温度的影响。温度由50℃升高至70℃,隔膜的透气度增值(ΔG)仅增加1 s;压力由0.10 MPa提升至0.15 MPa,ΔG增加约5倍。同时,过大的压力可能会使大尺寸电芯内部靠近极耳侧位置和中间位置隔膜的透气度不一致。

不同叠片接缝形式的换流变压器铁心电磁与振动特性分析

磁致伸缩和麦克斯韦应力是换流变压器铁心振动的主要原因,当铁心中存在气隙时,由麦克斯韦应力引起的铁心振动不可忽略。文中基于PSCAD搭建了特高压直流输电系统仿真模型,得到了换流变压器正常工作时谐波电压和谐波电流特点。建立了3种不同铁心结构的换流变压器模型,研究了不同结构铁心的磁场和麦克斯韦应力分布特点。在此基础上,从理论上推导了麦克斯韦应力与谐波电压的数学关系,研究了不同结构铁心在基波和谐波电压共同作用下麦克斯韦应力的大小关系以及在麦克斯韦应力作用下铁心表面振动加速度大小关系。研究结果表明,与传统双接缝铁心相比,六步进接缝铁心表面振动加速度最大值减少了15.44%;改进六步进接缝铁心表面振动加速度有效值减少了26.39%,最大值减少了25.68%。可见,改进六步进接缝铁心相比于传统双接缝铁心和六步进接缝铁心具有良好的减振效果。

开沟施肥机叠片式排肥量调节装置设计与试验

针对现有排肥装置存在调节精度低、肥量调节不均匀等问题,设计一种叠片式排肥量调节装置,其能提高排肥量调节装置性能。调节装置为叠片式,叠片呈梯形,叠片的底部设有连接板,连接板的两端分别设有铰接孔,叠片沿中轴线偏向右侧向内折弯,叠片的两侧边分别向内和向外折弯。结合正交旋转组合试验设计最终确定,折弯线相对中轴线偏转角度4.63°、向内折弯角14.4°、向外折弯角10.57°,起点与中轴线的距离4.27 mm,此时理论上排量一致性变异系数为0.72%,排肥稳定性变异系数为0.39%,排肥均匀性变异系数为1.77%。田间验证试验结果表明:排量一致性变异系数为0.81%、排肥稳定性变异系数为0.42%、排肥均匀性变异系数为1.85%。

采用叠片法的黄铜低温接触热阻测量

以往低温接触热阻测量研究主要集中于液氮温区及以上,77 K以下温区的固体接触热阻数据鲜有报道.基于RDK-408D2型二级G-M低温制冷机,采用叠片法测量不同粗糙度和螺栓转矩下黄铜样品在10~30 K温区的接触热阻,并讨论不同因素对接触热阻的影响程度.结果表明:该温区黄铜接触面接触热阻值在6.89×10^(-4)~1.86×10^(-2)m^(2)·W/K之间,接触面粗糙度越小、温度越高、螺栓转矩越大,接触热阻就越小,结论与常规定性认识相符.该低温实验数据能够为相关低温应用设计中的连接热阻计算提供一定支持.

基于非线性复数磁导率模型的叠片铁心损耗计算

为实现频域计算中电力变压器损耗分布特性的快速计算,本文基于非线性复数磁导率模型,在保证计算精度的同时,提出了一种正弦稳态服役条件下叠片铁心损耗分布的快速计算方法。首先,基于磁滞回线面积等效原理,在考虑基本磁化曲线非线性特性的基础上,得到复数磁导率的实部与虚部;其次,为了验证本文所提出模型对变压器铁心损耗预测的有效性,耦合铁心叠片均匀化方法,建立了单相叠片铁心的频域有限元仿真模型,对变压器铁心中损耗与磁通密度分布进行计算;最后,制作了单相变压器铁心实验模型,搭建单相变压器铁心损耗实验平台,对本文所提出的方法有效性进行验证。结果表明,基于非线性复数磁导率叠片等效的变压器铁心损耗计算方法具有参数辨识过程简单、计算精度较高等特点,在变压器长期正弦稳态服役条件下的损耗计算与温升预测中具有一定应用前景。

叠片联轴器结构-配合参数对疲劳寿命的影响规律与优化研究

提高叠片联轴器的疲劳使用寿命有利于增强传动系统的工作稳定性。为此,建立叠片联轴器在外转矩作用下的准静态力学分析模型,掌握了叠片危险部位的应力变化规律;利用S-N曲线法得到了叠片的疲劳寿命;通过Box Behnken法建立了中间轴厚度、倾斜角度以及过盈量与叠片疲劳寿命的响应面模型;最后,开展了联轴器的结构-工艺参数优化研究。结果表明,当中间轴厚度为14 mm、倾斜角度为85.75°、过盈量为0.126 mm时,联轴器疲劳寿命相比于原结构提高了15.0%,保证了轴系的稳定性和使用可靠性。

基于多角度X射线投影的叠片电池极片包覆值测量

提出一种利用多角度X射线投影测量叠片型锂电池阴阳极片之间最小包覆值的方法,通过对叠片电池进行平移和旋转,对电池4个角分别投影,并利用投影长度计算电池阴极片顶点到对应阳极片边缘的最小距离。与同类检测方法比较,检测过程中,无需测量电池旋转角度的具体值,所需角度信息可由投影计算得出,有效避免了由角度控制不精确引起的误差。该方法检测效率高,成本低,作为传统X射线投影检测到CT在线检测间的过渡方案,更符合实际现阶段工业生产的需要。

六孔关节轴承式叠片联轴器的应力分析

为研究关节叠片联轴器挠性元件的应力特性,以六孔叠片为例,利用力学和微积分的相关知识推导出叠片受转矩和离心力作用下的应力计算公式。通过简化模型,计算出叠片因轴向位移和角向位移引起的弯曲应力计算公式,并提出了叠片受综合载荷作用下的分析方法。通过算例,利用Matlab软件编程计算出各种载荷下的具体值,并建立Ansys模型求出有限元解进行比较。研究表明,由所推导公式计算出的解析解和Ansys解吻合良好,证明了力学模型的有效性和实用性,为关节叠片联轴器的应用推广提供了一定的理论基础。

大功率直驱机车用叠片联轴器振动性能测试研究

为了研究叠片联轴器的振动对大功率直驱机车的影响,文章分析了直驱轮对的结构特点,并通过振动冲击试验和在线监测试验验证联轴器承受振动和衰减振动冲击的能力。试验结果表明,叠片联轴器能够适应机车正常运行环境条件下的振动冲击要求,能够有效衰减来自轮轨处的振动。

基于VisionPro的自动叠片视觉识别系统研究与应用

本文中作者提出了一种自动叠片视觉识别系统,通过调用VISIONPRO中的相关工具完成对硅钢片的重要特征尺寸进行测量,并与标准偏差值进行对比。实际应用效果表明,该方案有效的识别出具有缺陷及精度不能满足要求的硅钢片。

一种大型变压器铁芯叠片机器人的研制

针对国内大型变压器铁芯叠片仍然由人工完成的现状,研制了一种大型变压器铁芯叠片机器人。系统采用5台工业机器人、视觉相机、真空吸盘阵列来实现片料识别、抓取、叠片,通过X/Y导轨来拓展机器人的工作范围,通过叠片误差标定与补偿来提高叠片精度,通过粘片检测传感器+抖片汽缸解决粘片问题。设备操作仅需一人,大大节约了人力资源。

波纹型叠片式空气冷却器传热与空气流动阻力性能的试验研究

叠片式翅片管空气冷却器是一种高效、紧凑的空气换热高备。对新开发的第二代波纹型叠片进行了传热及阻力性能的测试,获得了一系列试验工况下的传热和管外空气流动阻力数据,通过计算得出了管外换热准则关系式和空气流动阻力准则关系式,并与第一代平片型叠片的试验结果进行对比。结果表明,两种翅化比的波纹型叠片在常规换热工况下的传热性能相当,但比平片型叠片均提高了约9%;当翅化比相同时波纹型叠片的空气流动阻力比平片型叠片增大18%左右,但适当改小翅化比后,波纹型叠片在传热性能不降低的情况下,空气流动阻力可降低至仅比平片型叠片大2.5%左右。

两种不同流道结构的叠片水头损失研究

叠片的性能直接影响叠片过滤器的过滤效果和使用寿命。以两种不同的流道布置形式的叠片,在不同流量的清水工况下,研究其水头损失的规律。结果表明:在清水条件下,随着流量的增加,两种叠片的水头损失与流量呈现出幂函数的关系,并且随着流量的增大,两种叠片的水头损失增加值大幅度增加;进一步分析两种叠片之间的水头损失的差值,其水头损失之差与流量呈现线性函数的关系。试验结论:复合流道叠片的水头损失小于传统流道叠片,但还需要后续试验验证其抗堵塞性能,同时本文为国内的节水市场提供了一种新的产品。

匙坯振动叠片机的研制

振动料斗在生产中应用的例子有很多，但在制锁行业中的应用却很少见。这里就振动料斗在匙坯叠片中的应用进行了探讨，对样机设计和制造中产生的问题进行了分析，解决了匙坯叠片中普遍存在的问题。

HVDC中直流偏磁电力变压器叠片铁心损耗及磁通分布

为了研究高压直流输电系统中直流偏磁电力变压器叠片铁心中的损耗及磁通分布,提出并研制了完全按照电力变压器铁心的标准设计和叠装工艺制作的叠片铁心模型。通过模型实验获得了叠片材料在不同偏置磁场作用时的损耗曲线,解决了直流偏磁条件下叠片铁心三维电磁场数值计算中所需要的材料性能数据问题。考察了不同偏置磁场作用下变压器铁心取向硅钢片中的损耗和磁通分布,研究不同偏置磁场强度对取向硅钢片特性的影响,提出解决计算三维非线性和各向异性涡流问题的实用措施。研究表明,不同偏磁工况下模型铁损和磁通的计算结果和测量结果具有较好一致性,所得结果和结论有助于通过优化设计来提高电力变压器的性能指标。