单点系泊液滑环驱动臂设计与验证

驱动臂是驱动液滑环与浮式生产储油轮(floating production storage and offloading,FPSO)之间发生相对转动的重要连接组件,避免连接传递偏心荷载引发密封失效是该装置的设计关键。依托南海奋进号FPSO液滑环的国产化项目,本文设计了一种多点铰接形式的柔性连接驱动臂,通过有限元分析校核了驱动臂设计结构的静态强度和疲劳强度。通过开展驱动臂的动态摇摆与旋转试验,验证了往复摆动工况下驱动臂的驱动功能与载荷传递性能,为FPSO单点系泊液滑环的国产化提供了重要参考。

基于多个热成像探头传感器的滑环装置碳刷温度监测与分析

文章设计了一款基于多个热成像探头传感器的滑环装置碳刷温度监测系统,该系统利用热成像探头传感器来获取碳刷的温度数据,并通过数据处理和分析,实现对碳刷温度的监测和报警。系统采用热成像视频监测,增加现地显示装置,通过对系统进行设计,实现了历史数据查询、故障预警等多种功能,可更好地保障水利发电的安全运行。

基于CART决策树的FPSO单点系泊系统电滑环故障诊断

为了保障FPSO单点系泊系统电滑环运行安全,有必要开展电滑环故障诊断方法的研究,为单点系泊系统电滑环故障预警与排查提供依据。本文针对FPSO单点电滑环故障的诊断问题,采用了一种基于CART决策树算法的故障诊断模型;进一步利用有限元制作样本数据集,并通过该数据集训练得到了电滑环故障诊断模型;最后,通过后剪枝法完成了诊断模型的简化,实现了对电滑环的故障诊断。分析结果可以得到,该模型具有较高的准确率和较快的诊断速度,能够对电滑环进行有效的诊断,以便工作人员及时采取措施修复或更换电滑环,保证FPSO的安全运行。

浅析风电机组非固态金属滑环设计与应用

滑环在风力发电系统中担负着整个系统动力控制信号和数据传输的功能,是整个风机系统中非常关键的部件,其精密度、可靠性及工作寿命直接影响风力发电系统的性能。本文对新研发的非固态金属滑环的工作原理、结构特点、优缺点进行了介绍,测试了其各种应用性能,并展望了其未来发展潜力。分析结果表明,非固态金属滑环具有良好的耐高温性能,减少了摩擦磨损,比传统滑环具有更长的使用寿命和更低的维护成本,在风场实际运行中能够增加风机的利用效率和经济效益。

基于电子氟化液的滑环冷却系统研究与制备

本研究旨在探究开发新型的滑环冷却系统,该系统基于电子氟化液进行冷却,以提升高温环境下滑环的性能和稳定性。通过制备与测试,证明了电子氟化液在滑环冷却应用中的可行性。实验结果表明,该系统能够显著降低滑环温度,有效改善设备的工作效率和寿命。

流体滑环压损理论计算与仿真分析

为研究流体滑环旋转传输过程中的流道压损,对流体滑环旋转传输局部压损进行简化分析,提出流体滑环压损理论估算方法,并基于Comsol软件对流体滑环进行数值分析,研究不同流体出入口夹角及环形流道宽度对流道压损的影响规律。结果表明:流体压损理论计算相对数值仿真、试验测试结果误差在20%以内,所提出的理论计算方法可指导流体滑环压损快速评估;流体滑环压损随流体出入口夹角增加呈现先增大、后逐步减小的趋势,当流体出入口夹角为30°时,流体滑环压损最大;流体滑环压损随流道宽度系数的增加逐渐减小,当宽度系数增加至一定值时,流道压损减损效果减弱,最佳流道宽度为等截面设计宽度的0.8~1.2倍。

永磁发电机转子滑环结构有限元分析与研究

新能源发电领域风力发电机组运行质量的好坏及使用寿命的长短,发电机转子滑环起决定性作用,滑环中护环与转轴配合间隙的确定是目前风电机组发电机结构设计与装配技术难点。通过对目前风电行业通用的某型号风力发电永磁发电机转子滑环结构建立分析模型,根据滑环工作条件下对不同配合情况进行有限元仿真分析,通过仿真最终获得最佳的间隙或过盈量,使发电机能满足最佳工作要求,从而找到滑环结构设计的最佳值,为滑环结构设计及同类结构设计提供理论参考。

滑环接触件的专利技术现状

导电滑环也被称为集电环,主要包括导电环、接触件以及固定支架,依靠导电环与接触件之间的滑动接触,实现两个相对转动体之间电信号的传输,尤其适用于连续旋转并需要将静止设备上的功率或数据传送到旋转设备的场所,广泛应用于航空航天、军事、船舶、风电、信息工程、电子自动化等领域。

风电机组滑环V型槽环道搭配簇状合金刷丝结构设计与应用

滑环是风力发电机组设备中旋转风叶和主干轴连接部分的旋转关节零部件,具有控制信号和数据传输功能,是整个风电设备中非常关键的部件,其精密度、可靠性以及工作寿命直接影响发电系统的性能。早期滑环的原始设计缺陷和后期维护等各方面问题导致滑环造成的故障越来越多,给风电场造成了较大的经济损失。本文针对风电机组滑环设计了V型槽环道搭配簇状合金刷丝结构,介绍了新型滑环导电环与刷丝工作原理、结构特点以及其在风力发电变桨系统的应用情况。通过实验结果分析与性能评价,阐明了滑环V型槽环道搭配簇状合金刷丝结构的优势与可靠性。

水轮发电机组滑环智能监测与除尘系统研究及应用

碳刷长度监测和粉尘处理的问题一直是困扰电力行业安全生产的一项难题,传统的处理方法往往需要停机退备,投入大量人力、物力对碳刷长度进行逐个测量记录,并对碳粉进行清理,严重影响发电安全和发电效益。通过总结实际运行中的经验,参考同行中的优良做法并探索优化方案,并在此基础上对其功能和应用范围进行扩展,创新性开展改进研究,设计出了大中型水电站机组滑环智能监测与除尘新的解决方案,大大提升系统的安全可靠性和实际应用效果。

双馈风力发电机滑环碳刷稳态温度场分析与试验验证

双馈风力发电机作为陆上风力发电机组的主要机型,除定子、转子绕组温度外,滑环、碳刷的温度亦作为主要考量指标之一,随着机组功率越来越大,出现了7 MW级以上机组,损耗亦随之增大,需要在设计阶段对滑环碳刷的冷却方案进行评估及计算滑环碳刷的温度。现主要介绍了滑环、碳刷的损耗计算及损耗分配比例,采用有限元分析方法对滑环室三维建模,运用Fluent计算软件进行流场、温度场仿真计算时的难点进行分析及解决方案,同时结合样机机型的试验数据结果与仿真数据进行对比,其误差在可接受范围之内。

某轮折臂克令吊导电滑环故障原因及维护管理浅析

克令吊是救助船舶的重要设备,其主要作用是在救助中吊起漂流的救生筏,或配合救生吊篮等装备,完成遇险人员的安全转运吊运,在历次救助任务中发挥了关键的作用。其中,导电滑环作为克令吊电气系统的薄弱环节,是其电气故障高发的部位。本文主要介绍了某轮折臂克令吊导电滑环故障实例的分析与排查处理过程,供参考。

基于物联网的发电机滑环温度在线监测系统研究

通过研究基于物联网的滑环温度在线监测系统,实现对QFSN-200-2型发电机主励磁机滑环温度远程实时监测,并能够实现滑环温度异常报警。系统以STM32F103芯片为核心控制器,采用红外测温传感器采集温度数据,经模数转换后,利用4G无线收发模块同步到云平台,最后实现通过手机实时查看滑环温度数据,并接收装置电话和短信提醒。

大朝山水电站6号发电机滑环室碳粉吸收装置设计

发电机滑环装置在运行过程中会产生大量碳粉,因碳粉堆积可能导致碳刷打火、转子接地、极间短路等故障,危及机组的安全稳定运行。为解决这些问题,提高供电的可靠性,文章从多角度对滑环系统进行分析,最终得出加装一套碳粉吸收装置的设计方案,主要用来减少碳粉堆积,从而达到降低机组停机清扫次数及故障概率的目标。

金属屏蔽设置对极端电子辐射下滑环绝缘构件深层充电影响因素分析

在太空极端电子辐射环境中,高能电子穿透金属屏蔽会引发滑环绝缘构件的深层充放电现象从而诱发功率传输部件(solar array drive assembly,SADA)的绝缘故障,甚至导致整星的失效。屏蔽外壳的材料、结构及配置方案等会对滑环绝缘构件的深层充电产生直接影响,因此有必要深入研究外壳的屏蔽作用并提升其防护效用,从而降低放电事故的可能性。为此建立三维滑环绝缘构件深层充电模型,得到了滑环绝缘构件电场和电势的三维分布。研究了金属屏蔽材料、屏蔽结构以及双层屏蔽对电子辐照下滑环绝缘构件最大电场的影响。结果表明,相同面密度下高原子序数金属材料比低原子序数金属材料能更好地屏蔽高能电子,但高原子序数金属材料因韧致辐射具有更高的光子透射率,容易对绝缘材料造成损伤;局部加强的屏蔽结构在质量一定的情况下能进一步降低滑环绝缘构件内部的电场畸变,在1 mm铝屏蔽质量的基础上,最大降低程度约25%;采用双层金属屏蔽时,高原子序数的金属材料在滑环绝缘构件内侧更有利于高能电子的屏蔽,其原因在于低原子序数金属材料在最外侧时会先降低高能电子的能量,从而更好利用高原子序数金属材料具有高背散射系数的特点。

光电滑环性能动态检测技术研究

本文针对实际工况下光电滑环性能检测的需求,提出了一种新型的光电滑环检测装置设计方案。该方案能够模拟光电滑环的实际工作状态,并能够在实际工作转速下动态检测光电滑环的光学和电气性能。根据该方案实际设计了一种水密环境下的光电滑环检测装置,实现了变速高压条件下水密光电滑环系列产品插入损耗、寿命的检测,实际测试应用效果良好。

空间导电滑环绝缘环片等离子喷涂Al_(2)O_(3)绝缘涂层的性能研究

为解决空间导电滑环中非金属绝缘环片存在的结构稳定性差、加工困难等问题,在2A12铝合金基体上利用大气等离子喷涂技术沉积了Al_(2)O_(3)陶瓷涂层,以替代非金属绝缘材料,研究了涂层的物相组成、微观形貌、显微硬度、结合强度和绝缘性能。结果表明:由原始纳米颗粒经过团聚⁃烧结制备的Al_(2)O_(3)球形粉末的物相主要为α⁃Al_(2)O_(3),喷涂后涂层中的Al_(2)O_(3)以α相和γ相共存,涂层与基体的结合良好,涂层的孔隙较低。制备的涂层组织结构均匀致密,涂层内无明显的宏观裂纹和大孔洞,虽未采用封孔处理,但涂层在大气环境下直流电压为1000 V的绝缘电阻测试中仍表现出较高的绝缘性能,可满足空间导电滑环绝缘环片的服役要求。

基于有限元法的导电滑环刷丝成型特性分析

导电滑环刷丝的工作性能对卫星的整体能源安全与在轨寿命有着至关重要的影响。为了保证信号和电流的实时传递,需要对刷丝角度进行控制。本研究通过有限元法的理论分析,建立了电刷板和刷丝的三维模型;结合显式动力学和隐式静力学的有限元模拟方法,确定了刷丝最佳的角度成型方式,完成了刷丝角度成型与回弹的有限元模拟;提出了一种基于有限元针对刷丝角度回弹过程的测量方法,并对刷丝回弹角的仿真值与理论值进行了对比分析。结果表明:与单侧偏转板和双侧短夹持板相比,双侧长夹持板对刷丝角度成型的作用方式最佳;刷丝的回弹角度与成型角度呈正相关,刷丝的成型角度越大,刷丝成型后的回弹变形值越大;刷丝成型角度在120°以上时,由于残余应力过大,所以刷丝材料很可能发生破坏。为了防止刷丝在发生弹塑性变形时其材料左侧根部发生破坏,应将夹持板左侧夹紧面尽量贴近刷丝左侧根部位置,对刷丝根部增加约束,以保证刷丝角度成型的质量;刷丝回弹角度的最大相对误差约为2°,但平均误差值在1°左右,总体回弹趋势基本一致,可以很好地表示出刷丝回弹角度的变化规律。

单点系泊系统液滑环设计研究

本文针对单点系泊系统中的关键设备液滑环进行了详细介绍,对液滑环的种类、应用场合以及市场情况进行了系统性说明。重点介绍了液滑环的关键系统组成,主要包括滑环本体、驱动臂系统、密封系统、泄露监测回收系统、轴承。最后着重分析了液滑环设计中的难点,为后续单点系泊系统中液滑环的设计研究及实现国产化提供了重要参考。

柱[5]芳烃共价偶联聚乙二醇聚拟轮烷滑环材料的合成与流变性质

通过柱[5]芳烃与高分子量聚乙二醇共价交联构筑了系列互穿交联聚合物,经过退火制备了柱芳烃-聚乙二醇互穿滑环材料.核磁滴定实验、模型分子互穿实验以及高分子量聚乙二醇互穿等研究结果表明,在该聚合物中柱[5]芳烃与聚乙二醇发生晶态络合并达到互穿平衡. X射线粉末衍射及差示扫描量热-热重分析实验结果证实该互穿滑轮聚合物具有良好的晶型结构、热性能及热稳定性,由分子量为1×106的聚乙二醇合成的固态聚拟轮烷表现出较好的滑环效应,其流变行为受到链长度、滑环数量和滑环运动等因素影响.在引入滑环分子柱[5]芳烃后,该固体滑环材料表现出较好的热稳定性、柔性以及弹性机制响应性.