【正文】 320 321 式中 —— 彈簧最大工作載荷 h —— 工作行程 mm h 51961 52mm 圖 38 槳葉復(fù)位局部構(gòu)造圖 Fig3 8 blades reduction of local structure plans 彈簧最大工作載荷 1489N 工作行程 51961 52mm 321 彈簧類別 圓柱螺旋壓縮彈簧 端部結(jié)構(gòu) 端部并緊磨平支承圈為 1 圈 彈簧材料 碳素彈簧鋼絲 C 級(jí) 初算彈簧剛度 322 工作極限載荷 因是Ⅲ類載荷 ＝ 149884N 查表選＝ 1504N 表 32 彈簧材料直徑 d 及彈簧中徑 D 與有關(guān)參數(shù) Tab 3 2 Spring material and diameter d spring diameter D and the parameters d D 8 80 1504 1903 79 有效圈數(shù) n 查表取標(biāo)準(zhǔn)值 n＝ 65 圈 323 總?cè)?shù) ＝ n2 85 圈 324 彈簧剛度 Nmm 325 工作極限載荷下的變形量 mm 326 節(jié)距 t mm 327 自由高度 ＝ nt15d 158 188 mm 328 彈簧外徑 ＝ Dd 808 88 mm 329 彈簧內(nèi)徑 ＝ Dd 80－ 8＝ 72 mm 330 螺旋角 ＝ arctan614 331 展開長(zhǎng)度 L mm 332 最小載荷時(shí)高度 mm 333 最大載荷時(shí)的高度 mm 334 極限載荷時(shí)的高度 mm 335 實(shí)際工作行程 h h 122－ 71 51177。178。 24 3 39 29098N 徑向力 R F 離心 G 槳葉 G 槳葉軸 338 G 槳葉 V 槳葉 g 28179。 005 179。 10 1996N 340 式中 —— 槳葉材料選用東北落葉松氣干密度為 594kg V 槳葉軸＝ 314 341 731597 ＝ 731597 一根槳葉軸的 m 178。 731597 574 ㎏ 342 G 槳葉軸 m178。 10 574N F 離心 m 槳葉 m 槳葉軸 343 1066075345 111952N 式中 —— 槳葉中心到主軸中心線的距離 —— 槳葉軸中心到主軸中心線的距離 R F 離心 G 槳葉 G 槳葉軸 344 1119521996574 137652N 翻轉(zhuǎn)力矩 M L 24 56784 345 式中 L—— 槳葉中心到第一個(gè)軸承座中心的距離 2 在軸向力 F 的作用下各螺栓所受的工作拉力為 346 3 在翻轉(zhuǎn)力矩的作用下前面兩螺栓受加載作用而后面兩螺栓受到減載作用故前面兩個(gè)螺栓受力較大所受的載荷為 347 根據(jù)以上分析可見前面的螺栓所受的軸向工作拉力為 348 4 在橫向力 R 的作用下底板鏈接接合面可能產(chǎn)生滑移根據(jù)底板接合面不滑移條件并考慮軸向力 F∑對(duì) 預(yù)緊力的影響則各螺栓所需要的預(yù)緊力為 349 查得聯(lián)結(jié)接合面間的摩擦系數(shù) f 035 查得 02 取可靠性系數(shù) 12 則各螺栓所需要的預(yù)緊力為 350 123807N 5 螺栓所受的總拉力 Q N 351 確定螺栓直徑 螺栓的性能等級(jí)為 66 級(jí)查得 S 15 螺栓的許用應(yīng)力 352 螺栓危險(xiǎn)剖面的直徑為 353 由于該 螺栓承受軸向力和徑向力所以按 GB19681 選用 M12 的螺栓 d 12mm 34 回轉(zhuǎn)托盤設(shè)計(jì)計(jì)算 危險(xiǎn)軸頸初定 1 為回轉(zhuǎn)托盤 由于回轉(zhuǎn)托盤位于整體裝置的重心偏后 200mm 處所以槳葉槳葉軸圓盤增速器和托架對(duì)回轉(zhuǎn)托盤會(huì)產(chǎn)生正向彎矩發(fā)電機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)托盤產(chǎn)生負(fù)向彎矩 圖 310 回轉(zhuǎn)體受力簡(jiǎn)圖 Fig 310rotational force schematic 1025mm 23652kg ＝ 350mm ＝ 300kg ＝ 200mm ＝ 150kg ＝ 425mm ＝ 300kg ＝ 125 354 355 ＝ 8009 356 本設(shè)計(jì)中 d 取 135mm 所以完全符合強(qiáng)度要求 式中 —— 六片槳葉槳葉軸與圓盤整體自重到回轉(zhuǎn)體中心線的距離 mm —— 增速箱重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離 mm —— 托架重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離 mm —— 發(fā)電機(jī)重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離 mm —— 六片槳葉槳葉軸與圓盤整體自重 kg —— 增速箱重量 kg —— 托架重量 kg —— 發(fā)電機(jī)重量 kg —— 圓盤背面受風(fēng)施加給回轉(zhuǎn)體的彎矩 N —— 合 成彎矩 圖 311 回轉(zhuǎn)體裝配圖 Fig311 rotating assembly 回轉(zhuǎn)體由 1回轉(zhuǎn)軸底盤 2加強(qiáng)鈑金 3回轉(zhuǎn)軸軸承軸肩 4回轉(zhuǎn)軸推力軸承軸段5 回轉(zhuǎn)軸危險(xiǎn)軸段 6 滑動(dòng)軸承注油口 7 回轉(zhuǎn)軸軸向定位段 8 安裝滑環(huán)軸段 9 軸向定位螺母 10 軸向定位擋板 11 回轉(zhuǎn)體上聯(lián)接板 12 銅套 13無(wú)縫鋼管 14 推力軸承等部分組成 其中回轉(zhuǎn)軸的左右擺動(dòng)問題通過滑動(dòng)軸承來(lái)解決它能很好的解決由于頂部重心偏向前而引起對(duì)軸的彎矩加強(qiáng)了回轉(zhuǎn)軸的抗彎強(qiáng)度 回轉(zhuǎn)軸擋板可以在安裝過程中防止回轉(zhuǎn)軸脫落下滑回轉(zhuǎn)軸中心鉆出的通孔此處為發(fā)電機(jī)輸電線路因回轉(zhuǎn)軸 固定在塔架上當(dāng)風(fēng)向改變對(duì)風(fēng)時(shí)套筒上方連接的所有部件隨著套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)銅套與套筒為過盈配合銅套與回轉(zhuǎn)軸之間用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑所以輸電線路不會(huì)纏到一起 35 增速器的選擇 增速器的原理與減速器相同只是將其的輸出與輸入調(diào)換根據(jù)要求本設(shè)計(jì)采用 NGW 型行星齒輪減速器 增速器的使用范圍和特點(diǎn) NGW 型行星齒輪減速器主要用于冶金礦山起重運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械設(shè)備減速其工作條件為工作環(huán)境溫度為高速軸最高轉(zhuǎn)速不超過 1500齒輪圓周速度不超過 10可正反兩方向運(yùn)轉(zhuǎn) 主要特點(diǎn) 1 體積小重量輕相同條件下比普通漸開線圓柱齒輪的重量輕 12 以上 12 到 132 傳動(dòng)效率高 3 適應(yīng)性強(qiáng)傳動(dòng)功率范圍大 4 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲小使用壽命達(dá) 10 年以上 增速器的選擇 根據(jù)主軸軸頸選用的聯(lián)軸器傳動(dòng)比及輸入功率等選取 NGW51 型行星齒輪減速器其主要參數(shù)為 表 33 減速器主要參數(shù) Tab33 The main parameter of retarder 公稱傳動(dòng)比 I 轉(zhuǎn)速 主動(dòng)軸允許輸入功率 重量 m 4 750 119 210 4 其他零部件 41 剎車裝置 由于機(jī)械維修以及意外情況的發(fā)生需要對(duì)風(fēng)輪機(jī)進(jìn)行剎車所我們?cè)谠鏊倨鞲咚佥S側(cè)加裝一輪轂并在輪轂外 安置剎車裝置通過拉拽鋼絲繩帶動(dòng)剎車帶使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低直至停止剎車帶的復(fù)位由彈簧套筒內(nèi)的彈簧來(lái)保證停止剎車后剎車皮與輪轂不在接觸 圖 41 剎車裝置裝配圖 Fig 41 brake assembly 剎車機(jī)構(gòu)常用于安全系統(tǒng)用在靜止或正常運(yùn)行時(shí)剎車裝置一般有三種剎車方式 1電磁剎車電動(dòng)式 2機(jī)械剎車 3混合式剎車形式不同必須有很高的可靠性使風(fēng)輪快速回到靜止位置 本設(shè)計(jì)中的剎車裝置主要由 1彈簧筒聯(lián)接頭 2彈簧筒聯(lián)接板 3彈簧筒 4復(fù)位彈簧 5 彈簧套筒蓋等零件組成 42 滑環(huán) 風(fēng)輪機(jī)在工作中由于風(fēng)向的隨機(jī)性導(dǎo)致其會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)此時(shí)由 于發(fā)電機(jī)的輸出電能要通過電線電纜傳輸?shù)降孛鏋榱朔乐癸L(fēng)輪機(jī)機(jī)頭部在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中把電線電纜與內(nèi)部裝置纏在一起就需要滑環(huán) 滑環(huán)是在一絕緣圓筒外壁鑲嵌三到四個(gè)圓環(huán)并相應(yīng)放置電刷電刷的另一端連接發(fā)電機(jī)的輸出電線電纜在絕緣圓筒內(nèi)引線一直通到地面的變電所 43 托架 托架是放置輪盤主軸增速器發(fā)電機(jī)以及回轉(zhuǎn)體滑環(huán)和剎車裝置等附件的它分兩層上層為支撐輪盤主軸增速器剎車裝置和發(fā)電機(jī)下托板與回轉(zhuǎn)體上端面聯(lián)接中間放置滑環(huán)和滑輪組件 5 結(jié)論 我國(guó)有豐富的風(fēng)力資源在沿海和新疆內(nèi)蒙古黑龍江甘肅等內(nèi)陸地區(qū)有大量的風(fēng)資源可開發(fā)利用國(guó)家發(fā) 改委和國(guó)家科委共同制定的 19962021 年中國(guó)新能源和可再生能源發(fā)展綱要及新能源可再生能源優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目也體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)可再生能源的發(fā)展方向它可改善我國(guó)能源工業(yè)面臨的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力 該設(shè)計(jì)中的槳葉復(fù)位裝置回轉(zhuǎn)體是設(shè)計(jì)過程中最困難的其中槳葉復(fù)位裝置首先要考慮不同的受風(fēng)情況槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)矩另外當(dāng)槳葉受風(fēng)轉(zhuǎn)角變化時(shí)為了不讓轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的輪盤產(chǎn)生過大震動(dòng)我采用了同步限制其轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)這樣當(dāng)瞬時(shí)風(fēng)速時(shí)間很短時(shí)單個(gè)槳葉不會(huì)調(diào)節(jié)只有當(dāng)六個(gè)槳葉都承受了過載轉(zhuǎn)矩時(shí)才能將復(fù)位彈簧推起這就能夠起到同步調(diào)速回轉(zhuǎn)體也是 一個(gè)關(guān)鍵裝置由于風(fēng)向的不定性導(dǎo)致這個(gè)裝置必須要能夠隨時(shí)可靠的轉(zhuǎn)動(dòng)其內(nèi)部除了要有推力軸承外還有一個(gè)可以加固回轉(zhuǎn)體抗彎強(qiáng)度的滑動(dòng)軸承除此之外還有很多微妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 但是本系統(tǒng)還存在很多不足之處一是由于試驗(yàn)設(shè)備有限槳葉在不同風(fēng)速情況下轉(zhuǎn)動(dòng)效率的不同導(dǎo)致本設(shè)計(jì)的很多參數(shù)只能做為理想狀態(tài)二是對(duì)選型設(shè)備的相關(guān)參數(shù)掌握不足導(dǎo)致有些尺寸值都選擇過大有些浪費(fèi)材料不過為了安全為主這些浪費(fèi)還是有必要的另一方面由于時(shí)間問題對(duì)塔架方面和一些自動(dòng)化保護(hù)裝置以及電能的逆變電部分還未探討這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實(shí)踐來(lái)解決 不過本設(shè)計(jì)總 體上已達(dá)到有關(guān)單位的要求在設(shè)計(jì)中始終本著在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)械的基本功能的前提下做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)便宜本設(shè)計(jì)在同型號(hào)風(fēng)力機(jī)中價(jià)格屬于中下等級(jí)但性能屬于中上等級(jí)設(shè)備日后在條件允許的情況下還有更完善的改進(jìn)想法希望能夠?qū)崿F(xiàn) 致謝 本設(shè)計(jì)在導(dǎo)師王慧教授的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成從課題選擇方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試無(wú)不凝聚著王慧導(dǎo)師的心血和汗水在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷我受益匪淺在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意 本設(shè)計(jì)的完成凝聚了本學(xué)院王老師的辛勤汗水是他無(wú)私的幫助和支持才使我的 畢業(yè)論文工作順利完成在此向王老師表示由衷的謝意在論文的完成過程當(dāng)中同時(shí)得到了王革胡曉寒包麗的熱情幫助一并表示深深地感謝 參考文獻(xiàn) [1] 吳治堅(jiān)178。北京機(jī)械工業(yè)出版社 20211 [2] 王承煦張?jiān)?78。北京中國(guó)電力出版社 20218 [3] 王承煦178。北京金盾出版社 1995 [4] 徐灝178。第 2 版178。馮曉寧178。機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué) [Ⅱ ] 178。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3[M] 178。北京機(jī)械工業(yè)出版社． 2021 [7] 余俊等178。北京高等教育出版社 1986 [8] 羅輝178。北京機(jī)械工業(yè)出版社1994 [9] CostaRand SobetDK2021 Proceeding of ASME Design Engineering Technical ConferencesChicago [10] 孫志禮等主編178。沈陽(yáng)東北大學(xué)出版社 2021 [11] 成大先主編178。起重運(yùn)輸件178。北京化 學(xué)工業(yè)出版社 20211 [12] 成大先主編178。電機(jī)與電器17