大型风力发电机叶片模具开合模翻转装置的设计与研究

• 作 者: 王宗伟
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 翻转装置 优化设计 建模仿真 液压系统

风力发电是当今风能利用的主要方式,是未来电力的先进生产力。风力发电需要具备高效的风力发电机组,而风电叶片是风力发电机组有效捕获风能的核心部件,其制造工艺至关重要。制造大型风力机复合材料叶片,需要用到相应的叶片成型工艺装备,包括模具以及模具的开合模翻转装置、加压装置、加热装置和定位装置等部分。这些工艺装备中,配备安全可靠的模具开合模翻转装置,切实关系到模具的安全以及叶片成型的好坏,这使得翻转装置成为叶片制造过程的重要一环。传统的翻转装置在模具翻转过程中存在振动大、效率低、安全性差等不足,为了改进这些不足,本论文根据航天亿久公司的要求,研究设计了一套新型液压驱动式翻转装置。该装置可驱动长约40m,重约25T的模具,使其按一定的要求完成叶片制造过程中模具的开合。该装置具有振动小、安全可靠、生产效率高等优点,满足模具翻转的工作要求。翻转装置包括翻转机构和升降机构,两套机构集成为一体。本论文根据翻转装置的可靠性、经济性和工艺要求,首先确定了翻转装置的结构形式,并对翻转装置的受力进行了分析,为使翻转机构的最大压力最小,建立了翻转机构的优化设计模型,运用MATLAB软件进行了优化,最终得出了翻转机构的最佳铰点位置。随后,通过分析比较,确定了翻转装置的运动方案,并根据运动方案,进行了液压系统的设计和参数计算。最后,运用SolidWorks三维软件和集成于其中的COSMOSMotion、COSMOS/Works插件,对翻转装置进行了建模和运动仿真分析,对各个部件采用有限元法进行了强度和刚度的静力学分析,并根据分析结果修改和完善了原来的设计。本文设计完成了翻转装置的机械和液压部分,为今后进一步设计PLC控制部分奠定了基础。