2MW風(fēng)電機(jī)輪轂加工數(shù)控機(jī)床夾具及分度轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、當(dāng)前由于能源緊缺、環(huán)境污染等問題給人類社會(huì)帶來(lái)許多影響，已成為人類生存和發(fā)展必需解決的緊迫問題。隨著各國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，地球上不可再生能源消耗加劇，其產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣等已經(jīng)造成了環(huán)境污染，生態(tài)失衡的惡劣影響。因此，清潔、可再生能源的開發(fā)利用已成為世人所矚目的研究課題。 風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生、清潔能源日益受到各國(guó)的重視。就全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，歐美如德國(guó)、西班牙、美國(guó)、丹麥等國(guó)家處于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)先地位，他們既是世界上主要

2、的風(fēng)能市場(chǎng)也是風(fēng)電設(shè)備的供應(yīng)商。 雖然，我國(guó)目前正在大力提高風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的裝備能力，但是，國(guó)內(nèi)的風(fēng)電設(shè)備大多數(shù)依賴進(jìn)口的局面尚未得到根本改變。并且，為數(shù)不多的幾家風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)，也全都是采用昂貴的大型加工中心來(lái)加工風(fēng)電設(shè)備，生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低。蘭州理工大學(xué)受天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司的委托，研究設(shè)計(jì)一套風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂加工的專用數(shù)控機(jī)床，試圖實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，本課題所設(shè)計(jì)的內(nèi)容則是該套設(shè)備的一部分。

3、 本文介紹了用于加工大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂的自動(dòng)化專用夾具以及與其配合實(shí)現(xiàn)分度回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)。重點(diǎn)闡述了夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理以及可轉(zhuǎn)位工作臺(tái)的改造過(guò)程。具體包括如下內(nèi)容： （1）數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)。利用星火機(jī)床廠現(xiàn)有產(chǎn)品立車工作臺(tái)進(jìn)行改造，使其具有數(shù)控、分度、定位、回轉(zhuǎn)等功能，成為能夠滿足風(fēng)電機(jī)輪轂加工要求的數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)。 （2）專用自動(dòng)化夾具。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大的專用部件，在現(xiàn)有的夾具中是很難找到對(duì)其

4、有效的夾具。而本課題根據(jù)其結(jié)構(gòu)及外形特征設(shè)計(jì)了一種在加工風(fēng)力發(fā)電機(jī)輪轂過(guò)程中能夠?qū)ζ鋵?shí)旋有效夾緊，并且可以提高加工工效的專用夾具。文中詳細(xì)的闡述了其各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及具體的工作過(guò)程。 （3）夾具受力分析。文中先后計(jì)算出了車削力與鉆削力，并對(duì)其產(chǎn)生的影響進(jìn)行比較，得出了風(fēng)電機(jī)輪轂在加工過(guò)程中所受到的最大外力及扭矩?；谶@些數(shù)據(jù)，確定主壓緊液壓缸的型類及型號(hào)，并研究設(shè)計(jì)夾具與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)，保證了輪轂加工的穩(wěn)定、高效。 （4

5、）夾具的精度分析。本文對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行了位置及回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角等方面的精度分析與計(jì)算，通過(guò)對(duì)他們的驗(yàn)算，可以保證風(fēng)電機(jī)輪轂的加工精度。 （5）夾具零部件的有限元分析。由于這種大型夾具缺少可借鑒資料，文中對(duì)夾具的重要部件中心柱進(jìn)行了有限元分析驗(yàn)證。由于中心柱受的是拉力，所以通過(guò)有限元分析軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行模擬分析與計(jì)算，確定夾具在受力狀態(tài)下依然能夠保證風(fēng)電機(jī)輪轂的加工精度與工作的穩(wěn)定性。 通過(guò)各方論證證明，本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)化