[發明專利]一種輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜的分析方法

有效

• 申請號: 201410505746.8
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104318062B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 黃愛武;卓然
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許昌許繼風電科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜的分析方法，屬于風力發電技術領域，也可用于橋梁、鉆井平臺等的無機富鋅漆栓接表面漆膜厚度的計算。

背景技術

兆瓦級風力發電機中，輪轂與主軸端面為了防腐、導電和保持足夠的摩擦系數，目前多數設計借用靜載的橋梁設計中使用的無機富鋅漆對輪轂與主軸端面進行噴涂。然而，因兆瓦級風力發電機風輪總成旋轉中存在較頻繁的沖擊載荷，如果噴涂無機富鋅漆漆膜厚度不當，會造成摩擦系數的下降，導致輪轂與主軸栓接端面不足以提供足夠的摩擦力，進而導致漆膜破裂和異響的頻繁發生，當漆膜破裂到一定程度而達到粉碎狀態時，就導致輪轂與主軸端面聯接失效和連接螺桿的疲勞剪斷，從而，導致懸伸在80-100米高塔架外側2米左右的幾十噸甚至上百噸的風輪總成的墜落的重大事故發生。研究輪轂與主軸端面噴涂無機富鋅漆漆膜厚度，對預防該類事故的發生有重要意義。但是目前并沒有一個有效地分析漆膜厚度的方法，進而無法有效預防因漆膜破碎而造成的重大事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜的分析方法，用于漆膜厚度的設計計算和漆膜噴涂厚度的實際控制，防止因漆膜厚度設計或控制不當而造成的漆膜破裂異響和摩擦系數下降而造成的重大事故的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：一種輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜的分析方法，包括以下步驟：

1)根據樣件特征及試驗測試數據確定栓接面接觸面積、栓接面正壓力及栓接面摩擦系數值。

2)根據公式計算漆膜厚度值。

漆膜厚度值的計算步驟為：

采用計算公式：計算a_max；

其中，S為栓接面的接觸面積，N為栓接面的正壓力，f為栓接面的摩擦系數，E為無機富鋅漆的彈性模量，γ為無機富鋅漆漆膜表面能密度，β為π，a_max為“裂隙”特征長度，即滿足要求摩擦力F_f＝f·N的最大漆膜厚度。

在計算漆膜厚度值的步驟之前，還包括以下步驟：在中代入已知樣件的S、N的標定值，然后結合a、f的測定值以及β的固定值，計算出無機富鋅漆漆膜特性參數E·γ的值，將特性參數E·γ的值代入到計算公式中。

本發明提供一種簡單有效的分析輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜厚度的方法，通過栓接面的接觸面積，栓接面的正壓力，栓接面的摩擦系數，無機富鋅漆的特性參數等數據，運用簡單的公式就可以計算出無機富鋅漆漆膜厚度，有效地防范因MW級風力發電機輪轂與主軸端面漆膜破裂異響而導致的高昂返修費用。

附圖說明

圖1是本發明對噴涂富鋅漆接觸表面的凸凹部分按固體內原始“裂隙”處理的示意圖；

圖2是本發明對栓接接觸表面單元體通過莫爾作圖法對三向應力計算的示意圖；

σ₃為剪切應力分解的沿漆膜厚度方向的應力。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

本發明的目的在于：針對MW級風力發電機輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜厚度暫無設計計算方法以及無機富鋅漆實際噴涂厚度讓步監控的現實需求，提出一種輪轂與主軸端面無機富鋅漆漆膜的分析方法，用于漆膜厚度的設計計算和漆膜噴涂厚度的讓步計算，防止因漆膜厚度設計或控制不當而造成的漆膜破裂異響和栓接面摩擦系數下降而造成的重大事故的問題。

對于設計計算的依據，主要是通過保證一定的栓接面摩擦系數的前提下，尋找一種栓接面間的漆膜厚度的工程計算方法，具體步驟如下：

本發明的基本理論假設是將栓接表面假設為連續均勻、各向同性的彈性固體，其中接觸表面的凸凹部分等效簡化為固體內原始“裂隙”處理，如圖1所示。等效“裂隙”的特征尺寸為a，剪切摩擦力使得等效“裂隙”兩側受拉，“裂隙”擴展方向沿最大壓應力方向(即本實施方式中的漆膜厚度方向)擴展，因此，“裂隙”兩側材料有共同的特性，設其彈性模量為E，本實施方式按含鋅85％富鋅漆的主要成分鋅的彈性模量選取。