轴流式水轮机转桨叶片操作系统的三维结构设计

配 过 程 3检 查 其 干 涉 情 况 3为 安 装 4调 试 4维 护 水 轮 机 提 供 了 有 力 的 技 术 保 障 5
关键词6轴流转桨式水轮机 转叶机构 三维造型设计
中 图 分 类 号 678%9":$
文 献 标 识 码 6;
Hale Waihona Puke 引言随 着 科 学 技 术 的 进 步 和 >;? 软 件 的 快 速 发 展 3在 水 力 机 械 行 业 中 广 泛 引 入 了 三 维 设 计 软 件 3高 质 量 地完成较复 杂 产 品 的 结 构 设 计 和 三 维 造 型3并 利 用 参数 化 设 计3优 化 设 计 结 果3缩 短 设 计 周 期3提 高设计效率5由于轴流转桨式水轮机的结构较为复 杂3设计4安 装 以 及 调 试 往 往 要 经 历 较 复 杂 的 过 程3 因而如何保证轴流转桨式水轮机的活动导叶和转轮
本文链接：/Periodical_nyjxxb200512044.aspx
同 时 找 到 了 制 作 复 杂 空 间 曲 面 板 >如 叶 片 ?的 三 维 造 型 的 方 法 "发 现 了 原 叶 片 存 在 的 明 显 缺 陷 "并 进 行 了 修 正 "保 证 了 叶 片 的 光 滑 (
参考文献
) 哈尔滨大电机研究所 编著@水轮机设计手册@北京A科学出版社")!$%@ ’ 天津电气传动研究所 编著@水轮机结构图册@北京A科学出版社")!$#@
图 ! 叶片操作机构示意图 $N叶片 !N枢轴 %4HN轴承 #N转臂 &N连杆 9N操作架 <N活塞杆 =N活塞
收稿日期6!""# "$ $< 宋文武 西华大学能源与环境学院 符 杰 西华大学能源与环境学院 杨佐卫 西华大学能源与环境学院
喻华全 万西方华数大学据能源与环境学院
教授3&$""%= 成都市 讲师 硕士生 硕士生
@ 叶片的三维造型
轴流转桨式水轮机叶片体系通常是由叶片的叶
板4法兰4枢 轴 以 及 转 臂 等 组 成3其 叶 板 是 空 间 扭 曲 的 曲 面 板 3三 维 造 型 设 计 较 为 复 杂 5根 据 模 型 转 轮 的 木 模 图按几何相 似 换 算 得 叶 片 的 叶 形 尺 寸3绘 制 叶 片 截 面 的 平 面 展 开 图6ABA4CBC4DBD4EBE4FBF4 GBG 及 截 叶 片 的 圆 弧 5 通 过 对 象 变 换 4拉 伸 4投 影 等 命令形成各自的圆弧截面图5应用连接及穿越曲面 命 令 形 成 上 4下 曲 面 3再 应 用 编 织 曲 面 命 令 拾 取 各 截 面 图 的头 部4尾 部4端 面 即 可 形 成 其 余 H个 面3最 后 进行缝合3便得到叶片的三维实体5图 $是叶片的三 维造型图5
5 史振 万声方@数水据轮机@东北水利水电学校 编@北京A电力工业出版社")!#B@
8 嘉木工作室 编@*C)#实体建模实例教程@北京A机械工业出版社"’BB5@
轴流式水轮机转桨叶片操作系统的三维结构设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
宋文武， 符杰， 杨佐卫， 喻华全 西华大学能源与环境学院
!""#年 $!月
农业机械学报
第 %&卷 第 $!期
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轴流式水轮机转桨叶片操作系统的三维结构设计
宋文武 符 杰 杨佐卫 喻华全
’摘 要( 应 用 )*+,-./0+12软 件 对 轴 流 转 桨 式 水 轮 机 转 叶 机 构 了 进 行 三 维 造 型 设 计 研 究3模 拟 各 零 部 件 的 装
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农业机械学报
’BB&年
压 力 油 进 入 活 塞 !的 上 方"推 动 活 塞 和 活 塞 杆 #一 起 下 移"同 时 带 动 操 作 架 $以 及 与 操 作 架 相 连 的 连 杆 %下移"这 样 它 就 拉 着 转 臂 &的 右 端 以 枢 轴 ’为轴向下转动(由于枢轴与转臂 和 叶 片 均 固 定 为 一体"所以叶片 )也就在枢轴带动下向下旋转"这时 便 可 加 大 叶 片 开 度 ( 反 之 "接 力 器 活 塞 向 上 移 动 "叶 片开度则被减小(
利用 *+,-./01,23软件 对 叶 片 操 作 机 构 的 各 零 部件进行三维造型设计4组装"其三 维 效 果 图 如 图 5 所示(
图 8 油管及油腔
图 & 转轮体的三维造型
泄水锥的结构较为简单"其三维造型如图 %所示(
< 转动部分的三维装配及动画模拟
图 5 叶片操作机构的三维设计图
将轴流转桨式水轮机转动部分进行三维装配" 可以检查各零部 件 之 间 是 否 产 生 干 涉 现 象"也 可 以 直观地检查叶片操作机构的选择是否合理(装配后 进 行 动 画 模 拟 "检 查 各 部 分 的 运 动 情 况 "从 而 检 验 设 计的合理性(转动部分的总装如图 $所示(
图 % 泄水锥的三维造型
图 $ 转动部分的 三维造型及动画模拟
= 结束语
实 现 转 桨 式 机 组 转 轮 叶 片 机 构 的 三 维 造 型4装 配及动画模拟"从 而 可 以 检 查 转 叶 机 构 的 选 择 是 否 合理4各部 件 之 间 是 否 干 涉"大 大 提 高 了 设 计4安 装 的效率(
图 $ 叶片的三维造型 I.J圆弧截面图 IKJ圆弧截面 I1J平面截面线 ILJ叶片实体
M 叶片转叶机构及其三维造型
转 叶 机 构 的 形 式 很 多3随 着 接 力 器 布 置 方 式 变 化 而 有 所 不 同 5有 带 操 作 架 和 不 带 操 作 架 的 3带 操 作 架又有直连杆和斜连杆两种形式5图 !为带操作架 式叶片操 作 机 构 示 意 图3它 主 要 由 接 力 器4活 塞 杆4 操 作 架 4连 杆 4转 臂 等 组 成 5
叶 片 的协联工作3以 及 转 轮 体 内 复 杂 调 节 机 构 的 安 装4调试精 度3提 高 设 计 效 率3避 免 设 计 初 期 不 必 要 的 失 误3则 是 一 项 具 有 重 要 意 义 的 工 作5 本 文 采 用 )*+,-./0+12软 件 对 轴 流 转 桨 式 水 轮 机 的 各 个 零 部 件 进 行三 维 设 计4造 型3并 进 行 动 画 模 拟 装 配3检 查 其 干 涉情 况3为 安 装4调 试4维 护 提 供 有 力 的 技 术 保 障5
在 计 算 机 上 同 时 可 进 行 三 维 动 画 模 拟"检 查 各 设 计 部 件 的 装 配 干 涉 情 况 "即 时 地 进 行 修 改 "以 提 高 加 工 4装 配 的 效 率 (
6 油路控制系统
操作油管布置在转桨式水轮机和发电机的主轴
中 心 孔 中 "为 两 根 同 心 的 操 作 油 管 "下 端 连 接 接 力 器 的 活 塞 "上 端 连 接 受 油 器 (操 作 油 管 与 主 轴 中 心 孔 形 成 了 /4742三 个 油 腔"把 接 力 器 活 塞 上 下 的 空 腔 及 转轮体内的空腔同受油器的相应空腔连通起来(
农业机械学报 TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY 2005,36(12)
参考文献(4条) 1.史振声;东北水利水电学校 水轮机 1980 2.天津电气传动研究所 水轮机结构图册 1978 3.哈尔滨大电机研究所 水轮机设计手册 1976 4.嘉木工作室 UG18实体建模实例教程 2003
操 作 油 管 的 布 局 及 运 行 十 分 复 杂"通 过 三 维 造 型可清楚地看到各油管及油腔的关系(如图 8所示(
9 其他零部件的三维造型
转 轮 体 上 装 有 全 部 叶 片 和 操 作 机 构"上 部 与 主 轴 连 接 "下 部 接 泄 水 锥 "形 状 较 为 复 杂 ( 一 般 转 轮 体 的 外 圆为球形"能 使 转 轮 体 与 叶 片 之 间 的 间 隙 在 各 种转角下都保持不大于 ’:&;;(球形转轮体还增 大 了 安装叶片处 的 轮 毂 直 径"有 利 于 转 叶 机 构 的 布 置(转轮体的三维造型如图 &所示(