2MW風(fēng)電機輪轂加工數(shù)控機床夾具及分度轉(zhuǎn)臺的設(shè)計與研究.pdf

1、當(dāng)前由于能源緊缺、環(huán)境污染等問題給人類社會帶來許多影響，已成為人類生存和發(fā)展必需解決的緊迫問題。隨著各國工業(yè)化進程的加快，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的重視。就全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)來說，歐美如德國、西班牙、美國、丹麥等國家處于風(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)能市場也是風(fēng)電設(shè)備的供應(yīng)商。 雖然，我國目前正在大力提高風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化的裝備能力，但是，國內(nèi)的風(fēng)電設(shè)備大多數(shù)依賴進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)受天水星火機床有限責(zé)任公司的委托，研究設(shè)計一套風(fēng)力發(fā)電機輪轂加工的專用數(shù)控機床，試圖實現(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)電機輪轂的自動化專用夾具以及與其配合實現(xiàn)分度回轉(zhuǎn)的工作臺。重點闡述了夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作原理以及可轉(zhuǎn)位工作臺的改造過程。具體包括如下內(nèi)容： （1）數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺。利用星火機床廠現(xiàn)有產(chǎn)品立車工作臺進行改造，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)電機輪轂加工要求的數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺。 （2）專用自動化夾具。由于風(fēng)力發(fā)電機輪轂是一個結(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)計了一種在加工風(fēng)力發(fā)電機輪轂過程中能夠?qū)ζ鋵嵭行A緊，并且可以提高加工工效的專用夾具。文中詳細(xì)的闡述了其各個部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計及具體的工作過程。 （3）夾具受力分析。文中先后計算出了車削力與鉆削力，并對其產(chǎn)生的影響進行比較，得出了風(fēng)電機輪轂在加工過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，并研究設(shè)計夾具與之相關(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。本文對所設(shè)計的夾具進行了位置及回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角等方面的精度分析與計算，通過對他們的驗算，可以保證風(fēng)電機輪轂的加工精度。 （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，文中對夾具的重要部件中心柱進行了有限元分析驗證。由于中心柱受的是拉力，所以通過有限元分析軟件ANSYS對其進行模擬分析與計算，確定夾具在受力狀態(tài)下依然能夠保證風(fēng)電機輪轂的加工精度與工作的穩(wěn)定性。 通過各方論證證明，本課題設(shè)計的自動化