變漿矩垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-29 11:15本頁(yè)面
【正文】 轂的防腐問(wèn)題，基本上可以說(shuō)是免維護(hù)的。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 風(fēng)機(jī)布局確定垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪由塔架支撐，位于塔架的頂端。葉片的支撐可采用單桿中間支撐、雙桿支撐、斜拉桿支撐等方式。采用中間支撐形式的垂直軸風(fēng)力機(jī)，葉片的力學(xué)模型為懸臂梁結(jié)構(gòu)，這種形式適用于小型風(fēng)力機(jī)。而采用上下雙桿支撐方式，葉片的力學(xué)模型相當(dāng)于兩端鉸支的簡(jiǎn)支梁，其受力情況要明顯好于懸臂梁結(jié)構(gòu)，適用于大型風(fēng)力機(jī)。本文采用雙桿支撐。輪轂和葉片用連接桿連接，形成風(fēng)輪，葉片受力帶動(dòng)風(fēng)輪整體運(yùn)動(dòng)，輪轂隨風(fēng)輪同時(shí)運(yùn)動(dòng)，輪轂與連軸用鍵連接，帶動(dòng)連軸轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞轉(zhuǎn)矩最終使電機(jī)發(fā)電。 套筒是空心的，里孔的直徑較大，一般不承受徑向力，用于軸向定位，也可以傳遞軸向力。套筒放于塔架頂端，連軸豎直放置于套筒里面中央用套筒固定。軸承對(duì)稱布置，在連軸兩邊，由軸承承載風(fēng)輪載荷。 塔架是支撐風(fēng)力發(fā)電機(jī)的架子，它不僅要有一定的高度，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)處在較為理想的位置上運(yùn)轉(zhuǎn)：而且還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度，以保證在臺(tái)風(fēng)或暴風(fēng)襲擊時(shí)，不會(huì)使整機(jī)傾倒。因此，塔架的設(shè)計(jì)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)。 風(fēng)速隨著高度的增加而增大，塔架越高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)單位面積所捕捉的風(fēng)能越大，但造價(jià)、技術(shù)要求以及吊裝的難度也增加。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架并非越高越好，要綜合考慮技術(shù)與經(jīng)擠因素。一般，塔架的最低高度日：H=h+L+R式中：h一距離風(fēng)力發(fā)電機(jī)最近障礙物的高度；L一障礙物最高點(diǎn)到風(fēng)輪掃掠面最低點(diǎn)的距離(常取L=1．5～2m)：R一風(fēng)輪半徑。塔架的理想高度與安裝地點(diǎn)的地形、地貌關(guān)系極大。因此，同一型號(hào)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝在不同的地點(diǎn)，其高度不同。其形式為單管拉線，它具有簡(jiǎn)單、輕便、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎都是采用此種形式的塔架。 由于垂直軸風(fēng)力機(jī)的特點(diǎn)，發(fā)電機(jī)可安裝在地面，這就降低了對(duì)塔架的要求。由于電機(jī)安裝在電機(jī)下面，使電機(jī)的維修和保養(yǎng)跟加的方便、簡(jiǎn)潔。 電機(jī)安裝在鋼結(jié)構(gòu)的塔架基座上，塔架基座的柱與梁還要支持塔架與風(fēng)輪,塔架安裝在塔架基座上，風(fēng)輪在塔架頂端，風(fēng)輪軸通過(guò)傳動(dòng)軸連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與風(fēng)輪同步旋轉(zhuǎn)。 風(fēng)機(jī)風(fēng)輪采用雙桿支撐結(jié)構(gòu)，葉片數(shù)為三個(gè)，葉片與支撐桿的連接由連接配件連接，支撐桿和連接配件分別作一個(gè)12mm的孔用于連接。 根據(jù)分析觀察，支撐桿與連接配件連接部分受力最小，故對(duì)其在極限風(fēng)速25m/s下進(jìn)行校核。 ，由風(fēng)力機(jī)公式，由于采用雙桿連接所以可以得到F=1244N，將之分解為軸向力和橫向力，由葉片的質(zhì)量屬性可知軸向載荷為F=mg，得到軸向載荷為252N，平衡載荷為=622N，由普通螺栓組連接的橫向載荷應(yīng)大于： （41）式中：f為接合面的摩擦系數(shù)，i為接合面數(shù)，為防滑系數(shù)，按工作要求決定，=—。求得=2600N。對(duì)螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核，由承受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算： （42）解得強(qiáng)度為22Mpa，小于螺栓連接最小值300Mpa。強(qiáng)度符合。通軸選用Q235A材料，壁厚5mm，外徑20mm，內(nèi)徑10mm，長(zhǎng)度6047mm，轉(zhuǎn)速150r/min,同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，考慮最壞情況，由式： （43） （44） （45）得，故符合強(qiáng)度要求。 表5—表5—表5—表5—表5—5是本文初步開(kāi)發(fā)的變漿矩垂直軸風(fēng)力機(jī)的總體設(shè)計(jì)參數(shù)：表 5—1風(fēng)輪設(shè)計(jì)參數(shù)葉片數(shù)量3風(fēng)輪轉(zhuǎn)速150r/min風(fēng)輪直徑風(fēng)輪高度掃封面積功率調(diào)節(jié)變漿距切入風(fēng)速3m/s極限風(fēng)速25m/3額定功率1500kw表 5—2 葉片長(zhǎng)度弦長(zhǎng)材料玻璃纖維復(fù)合材料 表 5—3 發(fā)電機(jī)功率型式立式轉(zhuǎn)速150r/min效率表 5—4 支撐桿名稱材料截面形狀截面尺寸長(zhǎng)度數(shù)目支撐桿Q235箱形截面B=108mm，h=30mm3東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 虛擬仿真和建模風(fēng)電機(jī)組的重量主要集中在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)上，根據(jù)本文的設(shè)計(jì)結(jié)果，將發(fā)電機(jī)放置在塔架下面，風(fēng)輪由塔架支撐。塔架的高度與風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源有關(guān)，本文初步設(shè)計(jì)取塔架高度4m。風(fēng)輪有塔架支撐，其中電機(jī)和風(fēng)輪由一根通軸連接。圖51風(fēng)機(jī)總體裝配圖圖52風(fēng)機(jī)上視圖圖53風(fēng)機(jī)與葉片連接機(jī)構(gòu)圖54離心錘圖55通軸與軸的連接 圖56電機(jī)的落地安裝圖57立軸圖58聯(lián)軸器東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)論結(jié) 論 本課題為1500W變漿矩垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 首先，通過(guò)文獻(xiàn)資料對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的的基本概念及理念進(jìn)行了解以及對(duì)現(xiàn)有的變漿矩技術(shù)及變漿矩垂直軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行方式的分析；根據(jù)性能要求，對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的尺寸進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出合理的液壓缸構(gòu)變漿矩結(jié)構(gòu)和風(fēng)輪結(jié)構(gòu)。 其次，選用合理的材料完成風(fēng)機(jī)總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如：Y100L14立式電機(jī)的選擇以及單管拉線塔架的選擇。 然后，用過(guò)solidworks對(duì)風(fēng)機(jī)主要零部件進(jìn)行參數(shù)化三維模型，并完成虛擬裝配，消除出現(xiàn)的問(wèn)題，已至達(dá)到合理的布局。 最后，輸出完整的風(fēng)機(jī)主要零部件與裝配總成圖紙，完成本次設(shè)計(jì)。東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝致 謝 本文是在老師XXX的精心指導(dǎo)下完成的。XXX老師他那淵博的知識(shí)，活躍的思維，嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)給我留下深刻的印象，必將令我受益終生。從題目的選擇到最終完成，XXX老師都始終給予我細(xì)心的關(guān)心和指導(dǎo)，對(duì)此致以最誠(chéng)摯的謝意！ 在設(shè)計(jì)本論文的期間，同時(shí)也得到了XXX等同學(xué)的支持及幫助，在此表示衷心的感謝！東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] （第二分冊(cè)）［Ｍ］，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[2] 賀曉蓉，［Ｊ］.中小型電機(jī)，1999，26（2）：1719. [3] 賀曉蓉，劉慶，［Ｊ］.中小型電機(jī)，2001,28（4）:911[4] 宋文娟,[j].測(cè)試技術(shù). 2008,27（6）:4043[5] Manuel [J].，8（6）:5860[6] [J].專題研究. 2008,6(6):37 [7] 王秋香，張謙，王雙嶺．新型立軸風(fēng)力機(jī)及其功率與風(fēng)能利用效率計(jì)算.[J]. ,19（2）:4446[8] 姚駿,[J].,32（10）:1115[9] 李晶,王偉勝,[J].電網(wǎng)技術(shù). 2003,27（9）:1417[10] 范正萍,王心塵,[J].能源技術(shù),2007,28(5):279—283。[11] 王為， 9787560939148[12] ，[13] ，[14] 1991 [15] ，1998[16] ，1996[17] ，2000[18] ，1999[19] ，2001[20] ，1999[21] ，1998[22] ，1998[23] ，1997[24] ，1997[24] (1).微特機(jī)，1999[26] Data Energy Annual，1997[27] Energy Policies of IEA Countries. 1997 ，1997[28] energy Soure in the Intemal EuroPean Proeeding Milan [29] 姚興佳，1997[30] [31] 胡成春，劉鶴守，1997[32] ，1999[33] ，2000[34] (日)牛山泉，1987[35] ，1987[36] (1).風(fēng)能發(fā)電，1999[37] Maleolm， soft Darrleus Engineering，1992[38] ，1997[39] ，1997[40] ，1986[41] ，1999[42] ，[43] :北京大學(xué)出版社，1989[44] ，1976[45] ，1983
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