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。

多层过盈联接的设计方法

为提高多层过盈联接件的使用性能和工作可靠性,基于传统设计方法提出了一种新的设计方法。以锁紧盘为研究对象,按照由里往外的次序采用厚壁圆筒理论与Lame方程对主轴与轴套接触面进行计算,采用轴套校核方法对轴套与内环接触面进行计算以及采用内环受力分析对内、外环接触面进行计算。与传统设计方法相比,提出的方法全面考虑各设计参数的影响,计算所得结果与实际模拟的结果规律相符,误差小且精度较高。最后通过实验验证了锁紧盘能够传递实际运转过程中承受的载荷,满足设计给定的工况要求。

兆瓦级风电机组锁紧联接的设计研究

针对兆瓦级风电机组的锁紧装置，以风电锁紧盘为研究对象，以机械产品的工作可靠性和经济性为目标，克服传统设计方法的不足，提出一种改进的设计方法，同时对摩擦系数、配合间隙和环境温度等参数进行分析．结果表明：改进方法的计算结果比传统计算结果更精确，与FEM 模拟结果接近；过盈配合面的摩擦系数对接触面压强影响非常大，推荐圆锥面的摩擦系数范围为0.085-0.091；设计过程中应以当量弹性模量计算过盈量；不同配合间隙对接触面压强的损耗较大，最大能达到50MPa；接触面压强随环境温度升高而减小．

多层过盈联接的可靠性稳健设计研究

基于厚壁圆筒理论,通过分析多层过盈联接的几何关系,推导得出结合压力与过盈量的矩阵表达式,明确了多层过盈联接力学模型的函数关系。以风电锁紧盘作为多层过盈联接的具体实例,根据应力-强度模型和失效机理,建立了锁紧盘可靠度数学模型,同时确定了锁紧盘可靠度相对基本随机变量的灵敏度;依据可靠度对基本随机变量灵敏度平方和最小原则及满足最小可靠度的原则,建立了风电锁紧盘可靠性稳健设计数学模型;为多层过盈联接过盈量的确定提供一种评价指标,进一步精确过盈量的具体取值。通过对设计参量的分析,确定摩擦因数、装配间隙、屈服强度对锁紧盘可靠度的影响。以某型号风电锁紧盘为例,对经典设计方法与可靠性稳健设计方法进行了比较。结果表明,基于可靠性稳健设计的锁紧盘,其可靠度提高了47.6%,且除屈服强度外,可靠度对随机变量的灵敏度均小于经典设计方法,稳健性更强。最后,通过试验验证了基于文中设计方法的锁紧盘能够满足实际运转过程中给定的工况要求。

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。

辊压机主传动系统的设计选型与性能分析

本文介绍了辊压机主传动系统的组成及配置型式,主要传动部件的性能与特点,给出了空心轴套的一般校核方法,并推荐了一种新型软启动安全保护装置,可对辊压机的安全高效运行起到重要的保障作用。

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。

多层过盈联接设计参数的可靠性灵敏度研究

近年来,重大装备正朝着长寿命、高可靠性的方向发展,过盈联接作为基础的联接方式对于可靠性的要求越来越高。本文将风电锁紧盘作为实例,构建了多层过盈联接的力学模型,得到考虑承载性能和过盈层结构强度的可靠度数学模型,以此为基础进行参数灵敏度分析。通过研究过盈量、摩擦系数、装配间隙、材料屈服强度均值变化对锁紧盘可靠性灵敏度的作用规律,得到锁紧盘尺寸设计和材料选型的优先设计变量,给出了各参数的推荐取值。本文从可靠性灵敏度的角度为参数精准选择提供了依据,不仅完善了多层过盈联接的可靠性设计理论,同时也为锁紧盘性能优化提供了一定的技术指导。

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。

螺焊递送机新型传动装置

简要介绍了螺焊递送机主传动行星齿轮减速器的组成、传动原理及主要特点，指出了在设计和使用中需要注意的一些问题，为今后的使用和改进设计提供帮助。

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。

一种箱体端面钻模的设计

通过对箱体端面螺纹孔或定位孔钻削的分析,指出盖板式钻模结构设计方法只适用于小型箱体的加工,并不适用于中型和大型箱体的加工。为保证箱体端面螺纹孔或定位孔的尺寸精度,创新设计了一种中型和大型箱体钻模结构,在相应的通用钻模上进行改进,在钻模板中心开有定位孔,并匹配待钻端面,以定位孔为中心设计一组钻套,钻模板端面配有与其同轴设置的胀紧套,经由把手旋转控制胀紧套涨缩的驱动部件,具有实际应用价值。

多层圆筒过盈配合的接触压力与过盈量算法研究

为深入完善风电锁紧盘设计理论,首先基于厚壁圆筒受均布载荷作用下的位移表达式,推导了多层圆筒过盈配合各配合面接触压力和过盈量的计算公式;根据所得计算公式设计的某型号风电锁紧盘尺寸,采用ABAQUS软件建立了二维轴对称模型并模拟了其动态过盈装配;比较了两种方法的计算结果,并分析了两者误差产生的原因。结果表明,该文给出的解析算法与有限元数值方法所得结果吻合较好,可以为风电锁紧盘设计提供可靠的理论指导。