液压式风轮锁参数化设计及密封性能研究

发布时间：2020-05-06 12:02

【摘要】：风轮锁是维护风轮和传动链时保障机组及维护人员安全的关键装置。为解决目前传统设计方法存在的重复设计、设计周期长和设计质量不稳定等问题,本文利用现代设计方法,以液压式风轮锁为研究对象,开发了一套集设计计算、校核以及建模于一体的液压式风轮锁参数化设计系统;针对基于传统经验的密封件选型满足不了风场恶劣环境的问题,运用Workbench对风轮锁密封件的密封性能进行有限元分析,验证其密封性能,并对其密封结构进行优化。本文主要研究内容如下:(1)针对风轮锁的工程用途并结合风机发展趋势,提出了将液压缸嵌入锁销内部的紧凑型液压式风轮锁结构方案。对该方案中关键零件进行了详细设计,总结了一套该方案风轮锁设计及校核计算公式;运用Workbench验证了锁销强度和自锁性能,且在给定压力时能实现自由回退功能。(2)基于Visual Studio 2010开发环境,运用C#语言开发了液压式风轮锁参数化设计系统,包括系统方案和交互界面设计,风轮锁关键零件设计计算和校核计算程序的编写,并实现了风轮锁各零件的参数化建模以及自动装配功能。(3)使用Mooney-Rivlin模型作为液压式风轮锁密封材料的本构模型,运用Workbench建立了风轮锁密封结构的二维轴对称模型,并利用Karaszkiewicz公式验证了该模型的正确性;(4)研究了不同因素对密封性能的影响规律,结果表明:O型圈硬度为85时,预压缩率在10%~20%,工作油压在0~35MPa之间都能达到风轮锁的密封要求;同等条件下,随着温度的升高,接触压力和Von Mises应力均有所减小,且在风轮锁生存环境-45℃~50℃之间,能满足密封条件;随着沟槽半径增大,Von Mises应力先减小后增大,在1.5mm时效果最佳。在此基础上利用响应曲面法对密封结构进行了优化,得到了最优的密封结构,提高了密封圈的使用寿命。
【图文】：

图 1-3 齿轮箱外形图Fig 1-3 Gear box Outline Drawing设计国内外研究现状方法而言，参数化设计只需用程序编写一次产列产品的设计，解决了避免重复设计的工作且司生产中广泛应用，，也为企业降低了大量的成用 VB 对 SolidWorks 进行二次开发用于塑料模与实际产品设计相结合，不仅拓展了 SolidWo的设计研发周期。用 C#为 SolidWorks 增添了矿山系统菜单，并完主要利用 COM 组件对 SolidWorks 进行二次开

第二章 液压式风轮锁结构设计及校核表 2-1 风轮锁的设计参数Table 2-1 Design Parameters of Wind Wheel Lock项目名称 数值（单位）锁销数目 2 个最大保持力矩 4000 kNm回退最大力矩 1500 kNm锁定销中心与轮毂中心间的距离 1500 mm液压缸峰值压力 25 MPa推进缸额定工作压力 4 MPa回退缸额定工作压力 16MPa液压缸行程 80 mm
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM315

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本文编号：2651226