[發明專利]一種風機主軸制動器強度校核方法及系統

有效

• 申請號: 201811237654.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109492275B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 楊海鋒;孟令銳;王小麗;王朝東;耿麗紅;張朋朋;謝金娟;王海有;翟旭;趙小龍;張小偉
• 申請（專利權）人: 許昌許繼風電科技有限公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明提供了一種風機主軸制動器強度校核方法及系統，首先建立風機主軸制動器各部件的三維幾何模型，三維幾何模型包括活動鉗體、固定鉗體、上擋板、下擋板及螺栓，不包括制動器的安裝底座；然后將三維幾何模型轉換為有限元模型，進行有限元分析；再將螺栓預緊力施加到螺栓圓柱面上，并將液壓力施加到活動鉗體的活塞孔上，計算風機主軸制動器的應力變形情況。本發明的風機主軸制動器各部件的三維幾何模型只考慮了關鍵因素，而未考慮非關鍵因素，降低了模型復雜性，提高了風機主軸制動器強度校核的效率與準確性，更加符合風電機組主軸制動器的實際運行情況。

技術領域

本發明屬于風力發電機組零件強度校核技術領域，特別涉及一種風機主軸制動器強度校核方法及系統。

背景技術

隨著社會的發展，資源的不斷枯竭，新能源行業越來越受到人民的青睞，這幾年風力發電得到了快速發展。制動系統是風力發電機組重要的組成部分，在風力發電機組需要制動時起著極為關鍵的作用。風機主軸制動器是制動系統的一個重要部件，目前對于風機主軸制動器強度的校核方法主要采用有限元分析法，但是在采用有限元分析法對風機主軸制動器強度進行校核時，需要將主軸制動器相關部件全部建模分析，考慮的非關鍵因素過多，如公開號為“CN101893047A”，名稱為“碟簧加載式液壓盤式制動器”的中國發明專利申請，該專利在采用有限元結構對風機主軸制動器進行分析時考慮了很多因素，這將導致建立的有限元模型比較復雜，一些非關鍵因素被考慮進來，非關鍵因素導致的計算誤差被進一步擴大，不能有效反映風機主軸制動器的情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風機主軸制動器強度校核方法，用于解決現有技術中風機主軸制動器強度校核方法不能準確反映風機主軸制動器情況的問題；同時還提供了一種風機主軸制動器強度校核系統。

為實現上述目的，本發明提供了一種風機主軸制動器強度校核方法，包括如下步驟：

1)建立風機主軸制動器各部件的三維幾何模型，所述三維幾何模型包括活動鉗體、固定鉗體、上擋板、下擋板及螺栓，所述三維幾何模型不包括制動器的安裝底座；

2)將所述三維幾何模型進行轉換得到有限元模型，并對所述有限元模型進行有限元分析；

3)在所述有限元模型中對螺栓圓柱面施加螺栓預緊力，并在有限元模型中對活動鉗體的活塞孔施加液壓力，根據所述預緊力、液壓力及由液壓力產生的作用在上擋板、下擋板內側面上的摩擦力，計算風機主軸制動器的等效應力。

本發明首先建立風機主軸制動器各部件的三維幾何模型，三維幾何模型包括活動鉗體、固定鉗體、上擋板、下擋板及螺栓，不包括制動器的安裝底座；然后將三維幾何模型轉換為有限元模型，進行有限元分析；再將螺栓預緊力施加到螺栓圓柱面上，并將液壓力施加到活動鉗體的活塞孔上，計算風機主軸制動器的應力變形情況。本發明的風機主軸制動器各部件的三維幾何模型只考慮了關鍵因素，而未考慮非關鍵因素，降低了模型復雜性，提高了風機主軸制動器強度校核的效率與準確性，更加符合風電機組主軸制動器的實際運行情況。

為了得到風機主軸制動器的安全系數及危險位置，根據風機主軸制動器的等效應力進一步計算風機主軸制動器的安全系數及危險位置，所述安全系數的計算公式為：

其中，r_m為材料安全系數，取1.1；σ_eqv為等效應力值，單位為MPa；Re為材料屈服強度，單位為MPa。

為了使風機主軸制動器強度校核計算結果更加準確，在將所述三維幾何模型轉換為有限元模型時，需將所述三維幾何模型中的圓角半徑、螺紋孔去除，得到去除圓角半徑、螺紋孔的三維幾何模型。

為了使風機主軸制動器強度校核計算結果更加準確，在活動鉗體、固定鉗體、上擋板、下擋板及螺栓之間建立Bonded或Rough接觸。