水平軸潮流能發(fā)電水輪機(jī)主軸結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、潮流能發(fā)電水輪機(jī)作為一種潮流能量轉(zhuǎn)換裝置,目前尚處于初期研究階段。它與傳統(tǒng)的筑壩式潮汐能發(fā)電設(shè)備截然不同,對海洋環(huán)境危害性極小。目前研究的直驅(qū)式潮流能發(fā)電水輪機(jī)具有體積小、噪音低、散熱好等優(yōu)點(diǎn),是未來水輪機(jī)發(fā)展的趨勢。主軸作為直驅(qū)式潮流能發(fā)電水輪機(jī)的關(guān)鍵聯(lián)接部件,起著傳遞葉輪扭矩、承受水平軸向推力和水輪機(jī)傳動部件自重的作用,它的損壞將嚴(yán)重影響機(jī)組的正常工作。本文對一種水平軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電水輪機(jī)的主軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和研究。
　　根

2、據(jù)青島齋堂島選址的實際工況條件,對200kW潮流能發(fā)電水輪機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,運(yùn)用動量理論及葉輪的最大能量捕獲理論對機(jī)組中的葉片翼型進(jìn)行水動力學(xué)特性分析,得出潮流能發(fā)電水輪機(jī)在額定流速條件下的葉輪功率、轉(zhuǎn)矩和軸向推力等主要設(shè)計參數(shù),為主軸的強(qiáng)度、剛度、疲勞壽命和模態(tài)分析提供了數(shù)據(jù)支撐。
　　對一種水平軸潮流能發(fā)電水輪機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,該水輪機(jī)采用直驅(qū)變槳式,主要由變槳機(jī)構(gòu)、主軸傳動機(jī)構(gòu)、剎車裝置和發(fā)電機(jī)組成。在水動力環(huán)境下進(jìn)行了葉輪

3、載荷分析,得出葉輪的功率、轉(zhuǎn)動力矩和軸向推力。
　　對主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論設(shè)計與計算,得出各軸段的軸徑尺寸。以實際海洋環(huán)境下葉輪所受潮流載荷為基礎(chǔ),基于ANSYS有限元分析軟件,對主軸強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了校核分析,分析結(jié)果表明設(shè)計的主軸結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。
　　運(yùn)用Palmgren-Miner線性累積損傷理論,建立了主軸疲勞分析模型、設(shè)置主軸材料屬性和疲勞載荷譜,計算主軸在潮流載荷沖擊作用下的疲勞累積損傷,分析結(jié)果表明主軸滿足15年