【正文】 扭矩。在本轉(zhuǎn)葉馬達(dá)設(shè)計(jì)中，橡膠支撐采用O型密封圈，密封體采用鑄鐵加工制造，具體密封結(jié)構(gòu)如下圖。由以上計(jì)算，查閱相關(guān)資料，得到管件的具體尺寸為（通徑mm外徑mm壁厚mm）：油管尺寸：（1）定動(dòng)葉片與缸體接觸密封采用組合式密封方式，組合式密封是采用彈性橡膠支撐和金屬或非金屬密封條兩種材料的組合，利用橡膠壓縮后的彈性將密封條緊密地壓在被密封面上，形成有效密封。而對(duì)于鋼管來說 (420)式中：——抗拉強(qiáng)度 (MPa)； n——安全系數(shù)。油管內(nèi)徑： (419)考慮到油管內(nèi)徑尺寸不能太小，取油管內(nèi)徑 mm。缸體材料選用， MPa，取安全因數(shù)，則 MPa則 MPa MPa MPa MPa缸體強(qiáng)度滿足要求。缸體和前后缸蓋用內(nèi)六角螺栓M16連接，其強(qiáng)度按拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的合成應(yīng)力計(jì)算連接處的拉應(yīng)力 (MPa) (415)連接處的剪應(yīng)力 (MPa) (416)合成應(yīng)力 (MPa) (417)式中：——缸體端部承受的最大推力 (N)； ——連接螺栓直徑 (m)；——螺紋連接的摩擦系數(shù)，=； ——連接螺栓數(shù)量； ——缸體材料的許用應(yīng)力 (MPa)；——轉(zhuǎn)葉馬達(dá)輸出最大轉(zhuǎn)矩 ()。應(yīng)該使 (MPa) (414)式中：——葉片材料的屈服極限 (MPa)；——安全系數(shù)。最大正應(yīng)力為 (MPa) (411)式中：——葉片根部所受彎矩 ()；由下式求得 (412)——葉片根部抗彎截面系數(shù)，對(duì)矩形截面 (413)式中：——缸體內(nèi)徑 (m)；——葉片安裝軸頸 (m)；——進(jìn)口壓力 (MPa)；——出口壓力 (MPa)；——葉片根部厚度 (m)。、流量、排量計(jì)算根據(jù)所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)葉馬達(dá)技術(shù)參數(shù)，計(jì)算俯仰軸和方位軸兩個(gè)方向轉(zhuǎn)葉馬達(dá)在工作時(shí)的壓力、流量、和排量。轉(zhuǎn)子軸與俯仰旋轉(zhuǎn)軸直接連接，旋轉(zhuǎn)軸直徑220 mm，馬達(dá)轉(zhuǎn)子軸材料選用， MPa，取安全因數(shù)，則許用應(yīng)力 MPa (44)根據(jù)第三強(qiáng)度理論（最大切應(yīng)力理論） (45)式中：——許用切應(yīng)力 (MPa)。工作壓力20 MPa。2）摩擦載荷工作時(shí)旋轉(zhuǎn)受到摩擦扭矩，初設(shè)旋轉(zhuǎn)軸頸220 mm，選用滑動(dòng)軸承，則3）風(fēng)壓載荷定日鏡方位軸方向所受風(fēng)壓載荷與俯仰軸方向相似，現(xiàn)取俯仰軸方向數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算4）載荷綜合無風(fēng)時(shí)定日鏡各工作階段所受載荷 啟動(dòng)加速階段： 正常工作階段：受風(fēng)最大情況時(shí)各工作階段所受載荷 啟動(dòng)加速階段： 正常工作階段： 本章小結(jié)本章首先根據(jù)第2章太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)理論知識(shí)研究，確定所設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，包括功能要求和結(jié)構(gòu)要求，其次通過對(duì)液壓系統(tǒng)的工況（包括俯仰軸和方位軸兩個(gè)方向）進(jìn)行分析，確定液壓執(zhí)行元件在工作過程中受何種載荷，載荷大小為多少，為下一章液壓執(zhí)行元件（轉(zhuǎn)葉馬達(dá)）的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。圖32 定日鏡反射鏡最大風(fēng)壓系數(shù)變化[16] 5）載荷綜合無風(fēng)時(shí)定日鏡各工作階段所受載荷 啟動(dòng)加速階段： 正常工作階段：受風(fēng)最大情況時(shí)各工作階段所受載荷 啟動(dòng)加速階段： 正常工作階段：定日鏡在正常工作時(shí)，方位軸方向受到啟動(dòng)加速和減速的慣性載荷，旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦載荷，當(dāng)大風(fēng)時(shí)大風(fēng)引起的風(fēng)壓載荷，現(xiàn)針對(duì)各載荷進(jìn)行計(jì)算。圖31 湖南大學(xué)定日鏡風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚16]相關(guān)計(jì)算公式如下 (38)式中：——風(fēng)壓系數(shù)；——設(shè)計(jì)用速度壓 ()；——受風(fēng)面積 (mm2)； (39)式中：——基準(zhǔn)速度壓 ()；——高度補(bǔ)償系數(shù)，；——用途系數(shù)，=；——環(huán)境系數(shù)，=； (310)式中：——空氣密度風(fēng)速，；——風(fēng)速，=16 m/s。1）慣性載荷根現(xiàn)對(duì)夏至?xí)r定日鏡俯仰軸方向角度變化最大時(shí)進(jìn)行分析，跟據(jù)控制要求，定日鏡每10分鐘調(diào)整一次，每次調(diào)整時(shí)間3秒鐘，定日鏡正常工作速度為，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，慣性扭矩為，啟動(dòng)加速時(shí)間s，則 (31) (32) (34)當(dāng)遭遇大風(fēng)等惡劣天氣時(shí)，定日鏡要求快速升至水平或垂直位置，取緊急工作速度，則快速調(diào)整時(shí)間 (35)符合快速調(diào)整要求。系統(tǒng)采用水平軸跟蹤方式，支撐機(jī)構(gòu)采用單立柱旋轉(zhuǎn)臺(tái)式，定日鏡反射鏡面積100mm2，質(zhì)量7噸，定日鏡總質(zhì)量10噸，定日鏡高度反向與方位方向角度變化均采用液壓擺動(dòng)馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，擺動(dòng)馬達(dá)軸與旋轉(zhuǎn)軸采用脹緊套連接。方位方向角度變化100186。3液壓系統(tǒng)工況分析設(shè)計(jì)能夠滿足塔式太陽(yáng)能發(fā)電定日鏡運(yùn)動(dòng)所需的液壓系統(tǒng)，采用直接驅(qū)動(dòng)方案，齒輪或柱塞泵壓力小于25MPa，假定工作地點(diǎn)，北京（北緯40186。開始跟蹤系統(tǒng)回初始位置啟動(dòng)時(shí)間到？8點(diǎn)預(yù)設(shè)計(jì)算該時(shí)刻太陽(yáng)高度角，方位角定日鏡角度計(jì)算采集方位，高度角編碼器控制變頻電機(jī)到開環(huán)跟蹤位置光照強(qiáng)？閉環(huán)跟蹤傳感器定日鏡角度計(jì)算控制變頻電機(jī)到閉環(huán)跟蹤位置是否間隔10分？停機(jī)時(shí)間到？17：00預(yù)設(shè)YN圖26 定日鏡跟蹤開閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖本章首先根據(jù)不同的太陽(yáng)能發(fā)電原理對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電方式進(jìn)行分類，確定本論文太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備直驅(qū)式液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)何種發(fā)電方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次通過對(duì)太陽(yáng)能運(yùn)動(dòng)軌跡及定日鏡運(yùn)動(dòng)分析，確定所需要的液壓執(zhí)行元件需要完成的功能，最后通過對(duì)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行理論研究，確定定日鏡選用何種跟蹤方式，在跟蹤過程中，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件是如何運(yùn)動(dòng)的。采用開—閉環(huán)聯(lián)合控制，既可以克服開環(huán)控制由于定日鏡加工裝配造成的累積誤差對(duì)跟蹤精度的影響，又可以克服閉環(huán)控制中由于烏云等天氣因素使跟蹤系統(tǒng)無法工作，甚至是誤操作的缺點(diǎn)，是一種跟蹤精度非常高的跟蹤控制方式。在太陽(yáng)能塔式熱能發(fā)電中，定日鏡的高精度跟蹤對(duì)提高太陽(yáng)能發(fā)電效率十分有利，所造成的效率下降可能達(dá)到10%以上，因此提高定日鏡跟蹤精度對(duì)提高太陽(yáng)能發(fā)電效率十分有益。因此定日鏡高度方向角度變化最大90186。圖25是定日鏡方位方向角度在夏至?xí)r一天內(nèi)的變化。圖24是定日鏡高度角方向在夏至?xí)r一天內(nèi)的變化。（~ 186。100186。圖23是北京地區(qū)全年太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)方位變化。（~ 186。高度角方向，北京地區(qū)的緯度是北緯40186。圖22 地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌跡示意圖[9]對(duì)于中國(guó)來說，中國(guó)處于北半球，太陽(yáng)的視高范圍隨不同地區(qū)的緯度發(fā)生變化，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)假定是針對(duì)中國(guó)中部地區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備直驅(qū)式液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)以北京地區(qū)進(jìn)行分析，方位角方向，在早晨和傍晚，由于光線很弱，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備不進(jìn)行工作，有效的方位角變化范圍是177。鑒