[发明专利]一种校核风电锁紧盘强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电设备设计技术领域，具体涉及一种校核风电锁紧盘强度的方法。

背景技术

风能资源作为可再生资源，其优点是不需要燃料、不占耕地、没有污染，已成为21世纪最具发展潜力的能源产业。我国风能资源十分丰富，风力发电产业发展前景非常广阔，而且其技术成熟，建设周期短，是一种安全可靠的能源。根据国家新能源产业规划要求，我国应大力发展清洁能源发电设备的国内自主开发。从长远看，风力发电技术进步不断深化，不论工程投资还是发电成本，都会逐步接近火电成本，是一个极具发展潜力的宏伟产业。

风电锁紧盘是风力发电机增速器的专用件，如图1所示。它包括有外套1、内环2及螺栓3、垫片4，用于将轴套5与主轴6联接在一起。其中外套内孔与内环外圆均为圆锥面。风电锁紧盘安装于齿轮箱输入轴套外圈上，通过其产生的过盈结合力将轴套5与主轴6紧密地联结为一体。风电锁紧盘具有以下要求：①能够承受机组运行在强阵风、湍流风、瞬时冲击载荷大等恶劣环境下对锁紧盘额定传递扭矩、轴向力的冲击；②无故障安全使用寿命不低于20年；③安装拆卸10次仍能满足设计要求。因此，需要对风电锁紧盘装配后各组件之间的接触面过盈量进行校核，从而验证所设计的风电锁紧盘各组件是否能够满足工况要求，既保证各部件材料不发生塑性变形，又保证轴套与主轴能够传递额定扭矩。

在计算接触面过盈量和包容件与被包容件的屈服极限时，传统校核方法是将相互接触的两个部件分别看成包容件与被包容件，而实际情况是外套、内环、轴套及主轴的接触面均是过盈配合，任一接触面两侧的物体均可分别看成是一个整体，这就导致按照传统计算方法得到的结果与实际情况不符，导致误差过大，影响校核的精确性。

发明内容

本发明目的是提供一种校核风电锁紧盘强度的方法。通过选定螺栓数量和给定螺栓拧紧力，计算风电锁紧盘锁紧后的各接触面压强与过盈量以及主轴与轴套所能传递的扭矩，验证风电锁紧盘锁紧后各部件材料是否发生塑性变形，轴套与主轴能否传递额定扭矩，能够有效验证锁紧盘的设计尺寸的合理性。

本发明是这样实现的：如图1和图2所示，风电锁紧盘包括外套1、内环2及螺栓3、垫片4，其中外套1内孔与内环2外圆均为圆锥面。圆锥面分成两部分，长圆锥面起主要过盈联接，短圆锥面起辅助过盈联接。通过拧紧全部螺栓3至规定力矩M₀，使螺栓3产生轴向拉力F_a，实现外套1的内孔与内环2的外圆接触面的过盈配合，从而使轴套5与主轴6接触面的压强传递扭矩。

本发明特征在于校核具体步骤如下：

(1)计算外套1与内环2长圆锥面正压力w_L、短圆锥面正压力w_S

长圆锥面正压力：wL=(wS+wL)(1+wSwL)---(1)]]>

短圆锥面正压力：w_S＝(w_S+w_L)-w_L       (2)

其中，长、短圆锥面正压力之和w_S+w_L为：