风电锁紧盘传扭特性及影响因素分析

为揭示风电锁紧盘传扭特性及影响因素,建立风电锁紧盘切片厚壁圆筒模型,并搭建有限元模型模拟螺栓预紧、风电锁紧盘动态锁紧过程,研究风电锁紧盘传扭特性及主轴-轴套接触压力,以验证风电锁紧盘理论模型的合理性;进而,研究锥度与传扭能力和过盈量的关联关系;而后,研究装配间隙与内外环长锥面过盈量及径向位移的影响规律。研究结果表明,理论解与有限元解较为吻合,长锥面为过盈联接主要工作面,短锥面辅助联接;锥度越大,过盈量与传扭能力越高,但过大的锥度会加大与理论解的误差,甚至使材料发生塑性变形;配合间隙越小,传扭能力及外环内锥面径向位移越大,外环内锥面为整个联接中最薄弱的部位。

加工偏差对风电锁紧盘性能的影响分析

针对加工偏差造成风电锁紧盘的实际过盈量与设计过盈量偏离,建立了加工偏差模型,并采用ABAQUS软件对各加工偏差模型的装配进行模拟,分析了加工偏差对应力、接触压力和承载转矩的影响。结果表明:加工偏差对风电锁紧盘的承载转矩影响较小,与设计尺寸承载转矩的相对误差小于5%;而加工偏差对应力和接触压力影响明显,尤其在内环和轴套的应力转折处,von Mises应力的最大值和最小值差值达到100 MPa;合理选择加工偏差能够改善各组件应力分布,提高风电锁紧盘的可靠性。

风电锁紧盘轴套位移与应力计算

为了保证轴套在承受外压时其内表面位移与应力计算结果的精确性,采用厚壁圆筒理论和有限元分析软件ANSYS,分别对不同外压、内半径、外半径的三组轴套模型进行分析,同时给出了内表面位移和最大应力的计算公式。研究结果表明:位移和应力在轴套内表面处达到最大值;内表面位移和最大应力与外压、内半径成正比,与外半径成反比;两种方法计算结果的相对误差保持在1%之内;采用厚壁圆筒理论计算轴套内表面位移和最大应力所得结果能够满足风电锁紧盘的设计要求。

装配间隙对风电锁紧盘性能的影响分析

针对风电锁紧盘装配时各组件配合面存在间隙的状况提出四种装配间隙模型,采用有限元分析软件ABAQUS建立了风电锁紧盘装配模型并模拟了装配过程,分析了装配间隙对风电锁紧盘的各配合面接触压力、各组件Mises应力和主轴承载扭矩的影响。结果表明:装配间隙对各组件的Mises应力分布影响较大;装配间隙对各配合面接触压力有明显的影响,差值可达50 MPa;装配间隙在设计时需要合理考虑并提高实际加工精度,否则可能会导致风电锁紧盘失效。

质量缩放在风电锁紧盘装配分析中的应用

基于ABAQUS-Explicit显式动力学有限元法建立了风电锁紧盘三维有限元模型,通过设置材料的不同密度分析了质量缩放对应力、接触压力和承载扭矩的计算精度以及运算时间的影响,并讨论了模型中动能与内能比值的变化。结果表明:(1)风电锁紧盘的过盈装配分析中,当质量放大1×106倍时,应力、接触压力和承载扭矩的计算结果仍具有很高的精度,同时运算时间仅为真实密度下运算时间的0.1%;(2)风电锁紧盘模拟中,动能与内能的比值大于5%时的计算结果仍具有很高的精度。

考虑螺栓扭紧力矩的锁紧盘新型设计方法

锁紧盘属于典型的过盈联接装置,作为一种先进传动方式,具有装配拆卸简便、承载能力强等优点,在机械工程领域有着广泛的应用。本文基于传统设计方法,以MW级风电锁紧盘为例,建立锁紧盘的力学模型,得到各过盈结合面接触压力之间的关系表达式,推导出推进压力与过盈量的函数表达式,进而确定螺栓扭紧力矩与过盈量的函数表达式,提出一种考虑螺栓扭紧力矩的锁紧盘新型设计方法;通过有限元仿真计算,两种方法最大误差仅为5. 12%,验证本文设计算法的可行性;该设计方法进一步拓展和补充了过盈联接基础设计理论,利用参数化运算,实现锁紧盘的系列化设计,有助于实现传统机械设计向智能化创成设计的升级转变。

风电锁紧盘的工艺设计

文章介绍了锁紧盘试验加工的工艺设计要点,讲述了从材料选取、加工到检测是如何控制产品质量的。

双锥锁紧盘传递扭矩分析

使用Hypermesh与Msc.marc联合仿真方法对型号SP2-560×940的双锥锁紧盘进行分析,得到锁紧盘应力和位移云图;并用位移加载方式对锁紧盘进行了有限元接触分析,模拟当轴毂存在间隙,锁紧盘传递最大扭矩时,其径向压力与位移数值解。计算了不同锥度角与锁紧盘外套轴向位移的关系,探讨了外圈直径对锁紧盘结构应力的影响。为双锥锁紧盘的设计计算提供了参考。

基于Workbench锁紧盘试验台有限元分析与优化设计

本文通过对锁紧盘试验台三维模型的有限元分析计算,验证所设计锁紧盘试验台能否满足强度要求。通过计算得出锁紧盘力臂存在可优化空间,在此基础上通过对力臂相关参数进行了优化,将力臂厚度和力臂上圆孔直径作为设计变量,约束条件为满足安全系数条件下的力臂最大应力,目标函数为力臂重量最轻,优化设计之后重量得到减轻,节约了生产成本。

风电锁紧盘设计计算可视化软件开发

设计不同型号的风电锁紧盘时,计算方法基本相同,为了更加方便精确的得出结果,编写了Fortran设计计算风电锁紧盘的源程序。为了达到理想的人机交换界面,结合Visual Basic(VB)具有良好的可视化界面的优点和Fortran强大数值计算能力的优点,利用VB与Fortran混合编程完成风电锁紧盘设计计算软件的开发。同时,在软件中添加了数据库功能,能够保存设计计算结果并能够随时查看结果。

1.65MW风力发电增速箱锁紧盘的研究

大型风力发电增速箱锁紧盘是增速箱的关键部件,用于风力发电增速箱空心轴与发电机组连接,它在风力发动机增速箱中起着十分关键的传递扭矩的重要作用。针对目前的锁紧盘装置,对其结构、加工工艺进行了优化设计,得出了创新点,在保证可靠性的前提下降低了成本,使国产锁紧盘制造技术更具优势。

锁紧盘在地面缆车驱动设备中的应用及计算

驱动轮装置是地面缆车设备中的重要部件之一,锁紧盘的出现使驱动轴和轴套(轮毂)之间的联接变得简单、可靠。从锁紧盘的原理、选用、计算和轴套材料的选择及锁紧盘的安装拆卸等几个方面阐述了其在地面缆车驱动设备中的应用。

锁紧盘外环螺纹连接加载位置的有限元分析

锁紧盘作为一种无键联轴器,能够传递转矩、弯矩、轴向力和径向力,具有对中性好、结构紧凑、承载能力强等优势。其工作原理是通过拧紧螺栓,将两个锥形配合面结合,产生径向力,进而产生摩擦力传递载荷。外环的受载情况直接影响锁紧盘的服役性能,本文以某型号锁紧盘为例,运用Workbench有限元分析软件,建立了锁紧盘外环不同的受载位置的有限元分析模型,研究了外环前端面受载模型与后端面受载模型的力学特性,得到后端面受载具有更好的连接特性的结论。研究结果表明:在传递相同动力的条件下,外环后端面受载结构可拥有更小的几何尺寸,丰富了锁紧盘基础设计理论,同时为企业开发新产品提供指导和帮助。

锁紧盘连接失效的分析与预防

针对某锁紧盘连接失效的具体案例进行系统分析,查明了锁紧盘连接失效的原因并提出了具体的预防措施。

煤炭港口取料机悬皮锁紧盘改造工艺

大型煤炭港口的取料机悬皮驱动滚筒在运行中经常出现蹿轴故障,严重影响生产作业,本文提出了悬皮滚筒的联轴节锁紧盘改造方案,解决了滚筒蹿轴问题。

兆瓦级风电锁紧盘螺栓多同步拧紧工艺及智能化拧紧机的研究

锁紧盘作为一种过盈机械连接装置,是双馈型兆瓦级风电机组主传动链不可缺少的重要部件之一,它对于风电机组主传动链扭矩传递至关重要。而对于锁紧盘的螺栓拧紧,在风机生产制造过程中是非常重要的环节。文章经过对锁紧盘螺栓拧紧工艺现状的研究,开发出一套最新式的拧紧工艺和智能化拧紧机,通过拧紧机配套的液压泵站PLC的闭环精确控制,可以实现锁紧盘螺栓锁紧的自动化作业。通过实践证明,该方法能大幅提高锁紧盘的螺栓拧紧效率,提高了风电机组的生产效率、装配质量和安全性能。

风力发电机锁紧盘内外环锥角的有限元分析

风力发电机锁紧盘内外环锥面锥角对锁紧盘的内外环摩擦力影响较大,但目前其内外环角度数值缺乏相关的理论分析支撑。为此,通过有限元仿真,对锁紧盘过盈连接后内外环不同锥角的应力分布、变形范围、应力变化进行理论分析,并对仿真数据与理论计算数据进行比较,计算理论与仿真的误差率,作出折线图。结果表明,风力发电锁紧盘内外环锥面角度在3°左右最合适。角度值越逼近3°,理论计算的过盈量值与仿真分析的过盈量值误差率最小。一般情况由外而内,锁紧盘各接触面接触压力值逐渐递减,其对应的接触面过盈量值也逐渐递减。在外环与内环接触面上,过盈量关于角度变化的线性程度最高,过盈量与角度值之比约为1.38。

新型分体式锁紧盘联轴器的设计与应用

为提高斗轮取料机悬皮驱动联轴器的使用寿命,降低设备故障率,提高设备运行效率,从联轴器异常损坏的源头入手,在仿真分析基础上,设计了新型分体式联轴器,在整体强度、拆装效率等方面优化了联轴器的结构和安装形式。现场应用表明,设备运行平稳,无振动、松动等异常情况。

带锁紧盘平行轴减速电机安装技术及应用实例

详细介绍了带锁紧盘的平行轴减速电机结构、原理及安装要点。避免了安装时减速电机固定不足或者过量约束,减缓因钢板碰撞和辊道变速、反转等情况产生的过量冲击,从而延长减速电机及辊道的使用寿命;带锁紧盘的平行轴减速电机能够传递大扭矩,易于安装和拆卸,维护简单,经过2年多的使用运行,未出现一例设备故障。

风力发电机锁紧盘的优化设计方法

随着风机功率和主轴的接口、传递扭矩的要求不同,风电锁紧盘结构尺寸也在发生变化。本文通过对2.5 MW风电锁紧盘进行参数化建模,提取出一些关键的参数作为设计变量,在CAE环境下定义锁紧盘之间的接触关系,对锁紧盘模型进行非线性仿真模拟,采用优化设计中的多目标优化方法,生成锁紧盘设计参数同目标函数间的响应曲面(线),找出满足约束条件下锁紧盘最佳的设计参数,减轻锁紧盘的重量,节约制造成本。