扭矩限制器扭矩标定试验台研发

摘要

我国是风力发电机组的装机大国，也是风力发电设备的生产大国，但是我国风力发电机组中的某些关键部件任然依赖进口，联轴器就是其中之一。风力发电联轴器作为风力发电传动系统中重要的组成部件，除了要求具有传递动力的功能外，还需要具有过载保护功能，扭矩限制器就是使风力发电联轴器具有过载保护功能的关键部件，当负载超过额定载荷时自动打滑，实现对发电机组的过载保护。
　　为实现风力发电联轴器的国产化，突破扭矩限制器的技术难点，必须构建用于扭矩限制器性能测试的研发条件。本课题旨在研制最大打滑扭矩为100kN.m并集强度试验、疲劳试验和打滑扭矩标定等功能于一体的扭矩限制器综合测试试验台，具体研究内容如下：
　　（1）对扭矩限制器的结构特点和工作原理进行了介绍；基于风力发电机组对扭矩限制器的工作参数要求，采用静态试验，设计了扭矩限制器的标定方案；并对加载方式和扭矩测量方案进行了对比，拟定了采用摆动液压缸作为动力源的加载方式和采用扭矩传感器进行扭矩测量的方案。
　　（2）对试验台机械系统进行总体设计，对加载机构、扭矩限制器夹具和以逆止器作为主要部分的负载机构进行了详细设计；通过分析与计算，确定关键零部件型号和规格；完成试验台机械系统的三维建模；利用Workbench软件对重要结构件进行静力学有限元分析。
　　（3）设计了与试验台相配套的液压控制系统，实现加载扭矩的输入控制，为满足快速打滑过程大流量的需求，液压系统采用以蓄能器为主要油源，泵作为辅助油源的供油方案；并采用以插装阀和三位四通换向阀组成的大流量换向系统来实现摆动缸正反转控制；计算确定了液压系统的各项参数，完成了液压元器件的选型工作。
　　（4）利用AMESim软件对所设计的液压系统进行建模仿真。通过仿真结果表明所设计的液压系统可以满足试验台对加载时间的要求，也验证了蓄能器容积是影响扭矩限制器打滑时间和卸载时间的主要因素，泵的排量对系统影响不大，验证了液压系统采用蓄能器作为主要油源的合理性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究动态

1.3 课题来源

1.4 研究目标与研究内容

第2章 试验台总体方案设计

2.1 扭矩限制器概述

2.2 试验台设计要求

2.3 标定方案设计

2.4 试验台工作流程

2.5 主要加载方式的比较与选择

2.6 选择扭矩测量方案

2.7 本章小结

第3章 试验台机械系统设计

3.1 机械系统总体方案

3.2 试验台扭矩加载机构设计

3.3 扭矩限制器夹具设计

3.4 负载机构设计

3.5 试验台整体三维建模

3.6 关键结构件静力学仿真分析

3.7 本章小结

第4章 试验台液压系统设计

4.1 液压系统整体方案设计

4.2 液压系统静态设计

4.3 本章小结

第5章 液压系统Amesim仿真

5.1 液压系统仿真意义及应用

5.2 AMESim介绍

5.3 扭矩标定试验台液压系统仿真建模

5.4 仿真结果分析

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果