[发明专利]风电锁紧盘参数化设计软件的开发应用技术

说明书

技术领域

本发明属于风力发电机械设计技术领域，具体涉及一种风电锁紧盘参数化设计软件的开发应用技术。

技术背景

随着世界能源的紧张和低碳经济的快速发展，风电设备的设计和制造成为迫切需要，并且风能作为一种储量丰富的、绿色的、可再生能源，越来越被人们所重视。风电锁紧盘是风电设备中重要的零部件，其工作原理是：通过控制由螺栓拧紧力矩转化而成的轴向夹紧力使具有锥度的内外环接触面相互摩擦而产生径向力，继而使各接触面产生压强与过盈量，达到联接和传递扭矩的作用。风电锁紧盘设计主要包括锁紧盘内外环尺寸的确定、主轴传递载荷的验证和材料强度的校核。

目前，关于锁紧盘内外环尺寸是依据工人的实际工作经验确定初始尺寸，再对其进行反复验算校核。这种方法优点是直观，可直接根据公式结合设计者的经验，设计合理的参数，缺点是凭设计者的知识和经验进行设计，不确定因素很大，容易造成损失，而且如果锁紧盘内外环尺寸发生改动，锁紧盘主轴传递负载的验证与材料强度校核也将相应的调整，此过程运算量比较大，会耗费大量的劳动力和设计时间，从而大大影响设计的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种对《风电锁紧盘参数化设计软件》的开发应用技术，可有效地提高风电锁紧盘设计的准确性和工作效率。

本发明是针对《风电锁紧盘参数化设计软件》的开发应用技术，《风电锁紧盘参数化设计软件》是采用Fortran与Visual Basic(简写为VB)进行混合编程。由于Fortran语言拥有强大的数值计算功能与数学分析能力，故用其编写风电锁紧盘的设计计算源程序，但其操作繁复且可视化效果差。鉴于此，该软件是利用VB调用Fortran已编译好的动态链接库进行混合编程。由VB设计输入、输出的可视化计算应用系统界面，通过调用Fortran编译好的动态链接库，可计算出锁紧盘接触面间的压强与过盈量，并使用MDI窗体优化VB界面，保存数据到后台数据库，绑定数据表到VB界面，生成报表并打印，最终完成《风电锁紧盘参数化设计软件》。该软件已报批了知识产权保护，用户可与太原科技大学联系索取。

本发明特征是对《风电锁紧盘参数化设计软件》开发应用的实施步骤为：

(1)将《风电锁紧盘参数化设计软件》装入到使用的计算机上，出现“欢迎”界面；

(2)点击“开始”按钮，出现“风电锁紧盘参数化计算”界面。输入计算需要的参数，包括主轴传递的扭矩和轴向力、主轴内外直径、内外环接触面摩擦系数、各种材料的屈服强度、螺栓数量、螺栓规格和拧紧力矩等等；

(3)根据输入的参数，计算确定外环、内环圆锥结合面的尺寸；

(4)风电锁紧盘在装配时包容件与被包容件之间采用的是间隙配合，故存在间隙。根据存在的最小间隙和最大间隙两种情况，采用按轴套校核与受力分析方法和按螺栓拧紧计算方法可计算出各接触面间的压强和产生的过盈量，以此来验证材料是否发生塑性变形和主轴能否满足传递负载的要求。首先点击“风电锁紧盘参数化计算”界面上“最大间隙计算”按钮，按轴套校核与受力分析方法，由推理公式可计算出主轴与轴套接触面压强与过盈量、轴套与内环接触面压强与过盈量及内环与外环接触面的压强与过盈量，再根据厚壁圆筒理论和拉梅公式、假设包容件与被包容件为全弹性状态、符合小变形、线弹性本构方程、满足叠加原理的条件下，按螺栓拧紧计算方法分别计算出上述各接触面间的压强与过盈量。通过调用Fortran编译好的动态链接库程序，则将在VB界面上显示各接触面之间的压强和过盈量；

(5)审核由步骤(4)按照轴套校核与受力分析方法和栓拧紧计算方法计算所得的各接触面之间的压强和过盈量，检查计算结果是否能够满足传递载荷的要求和材料不发生塑性变形的要求。如果不能满足，则返回步骤(2)，重新修改输入参数在进行计算，直到计算结果能够满足要求才存入数据库；

(6)点击“风电锁紧盘参数化计算”界面上“最小间隙计算”按钮，进行在最小间隙的情况下按照步骤(4)轴套校核与受力分析方法和螺栓拧紧计算方法计算各接触面间的压强和过盈量；

(7)审核由步骤(6)计算所得的各接触面之间的压强和过盈量，检查计算结果是否能够满足传递载荷的要求和材料不发生塑性变形的要求。如果不能满足，则返回步骤(2)，重新修改输入参数进行计算，直到计算结果能够满足要求才存入数据库；

(8)通过点击数据库的相关操作按钮，可以实现对已存入数据库中的风电锁紧盘系列计算结果进行修改、删除、查询及添加等功能，同时也可查看风电锁紧盘的附图、内部尺寸确定方法和计算尺寸的大小；