2MW風電機輪轂加工數控機床夾具及分度轉臺的設計與研究.pdf

1、當前由于能源緊缺、環(huán)境污染等問題給人類社會帶來許多影響，已成為人類生存和發(fā)展必需解決的緊迫問題。隨著各國工業(yè)化進程的加快，地球上不可再生能源消耗加劇，其產生的廢氣、廢水、廢渣等已經造成了環(huán)境污染，生態(tài)失衡的惡劣影響。因此，清潔、可再生能源的開發(fā)利用已成為世人所矚目的研究課題。 風力發(fā)電作為一種可再生、清潔能源日益受到各國的重視。就全球風電產業(yè)來說，歐美如德國、西班牙、美國、丹麥等國家處于風電產業(yè)發(fā)展的領先地位，他們既是世界上主要

2、的風能市場也是風電設備的供應商。 雖然，我國目前正在大力提高風電設備國產化的裝備能力，但是，國內的風電設備大多數依賴進口的局面尚未得到根本改變。并且，為數不多的幾家風電設備制造企業(yè)，也全都是采用昂貴的大型加工中心來加工風電設備，生產成本高、生產效率低。蘭州理工大學受天水星火機床有限責任公司的委托，研究設計一套風力發(fā)電機輪轂加工的專用數控機床，試圖實現(xiàn)低成本、高效率的生產風力發(fā)電設備，本課題所設計的內容則是該套設備的一部分。

3、 本文介紹了用于加工大型風力發(fā)電機輪轂的自動化專用夾具以及與其配合實現(xiàn)分度回轉的工作臺。重點闡述了夾具的結構設計、工作原理以及可轉位工作臺的改造過程。具體包括如下內容： （1）數控分度轉臺。利用星火機床廠現(xiàn)有產品立車工作臺進行改造，使其具有數控、分度、定位、回轉等功能，成為能夠滿足風電機輪轂加工要求的數控分度轉臺。 （2）專用自動化夾具。由于風力發(fā)電機輪轂是一個結構復雜、體積龐大的專用部件，在現(xiàn)有的夾具中是很難找到對其

4、有效的夾具。而本課題根據其結構及外形特征設計了一種在加工風力發(fā)電機輪轂過程中能夠對其實旋有效夾緊，并且可以提高加工工效的專用夾具。文中詳細的闡述了其各個部分的結構設計及具體的工作過程。 （3）夾具受力分析。文中先后計算出了車削力與鉆削力，并對其產生的影響進行比較，得出了風電機輪轂在加工過程中所受到的最大外力及扭矩。基于這些數據，確定主壓緊液壓缸的型類及型號，并研究設計夾具與之相關的結構，保證了輪轂加工的穩(wěn)定、高效。 （4

5、）夾具的精度分析。本文對所設計的夾具進行了位置及回轉轉角等方面的精度分析與計算，通過對他們的驗算，可以保證風電機輪轂的加工精度。 （5）夾具零部件的有限元分析。由于這種大型夾具缺少可借鑒資料，文中對夾具的重要部件中心柱進行了有限元分析驗證。由于中心柱受的是拉力，所以通過有限元分析軟件ANSYS對其進行模擬分析與計算，確定夾具在受力狀態(tài)下依然能夠保證風電機輪轂的加工精度與工作的穩(wěn)定性。 通過各方論證證明，本課題設計的自動化