專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著世界能源的緊張和低碳經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，風(fēng)電設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造成為迫切需要，并且風(fēng)能作為一種儲(chǔ)量豐富的、綠色的、可再生能源，越來(lái)越被人們所重視。風(fēng)電鎖緊盤(pán)是風(fēng)電設(shè)備中重要的零部件，其工作原理是通過(guò)控制由螺栓擰緊力矩轉(zhuǎn)化而成的軸向夾緊力使具有錐度的內(nèi)外環(huán)接觸面相互摩擦而產(chǎn)生徑向力，繼而使各接觸面產(chǎn)生壓強(qiáng)與過(guò)盈量，達(dá)到聯(lián)接和傳遞扭矩的作用。風(fēng)電鎖緊盤(pán)設(shè)計(jì)主要包括鎖緊盤(pán)內(nèi)外環(huán)尺寸的確定、主軸傳遞載荷的驗(yàn)證和材料強(qiáng)度的校核。目前，關(guān)于鎖緊盤(pán)內(nèi)外環(huán)尺寸是依據(jù)工人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)確定初始尺寸，再對(duì)其進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)算校核。這種方法優(yōu)點(diǎn)是直觀，可直接根據(jù)公式結(jié)合設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理的參數(shù)，缺點(diǎn)是憑設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不確定因素很大，容易造成損失，而且如果鎖緊盤(pán)內(nèi)外環(huán)尺寸發(fā)生改動(dòng)，鎖緊盤(pán)主軸傳遞負(fù)載的驗(yàn)證與材料強(qiáng)度校核也將相應(yīng)的調(diào)整，此過(guò)程運(yùn)算量比較大，會(huì)耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力和設(shè)計(jì)時(shí)間，從而大大影響設(shè)計(jì)的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，可有效地提高風(fēng)電鎖緊盤(pán)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和工作效率。本發(fā)明是針對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》是采用i^ortran與Visual Basic (簡(jiǎn)寫(xiě)為VB)進(jìn)行混合編程。由于!^ortran語(yǔ)言擁有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能與數(shù)學(xué)分析能力，故用其編寫(xiě)風(fēng)電鎖緊盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算源程序， 但其操作繁復(fù)且可視化效果差。鑒于此，該軟件是利用VB調(diào)用Fortran已編譯好的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行混合編程。由VB設(shè)計(jì)輸入、輸出的可視化計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)界面，通過(guò)調(diào)用Fortran編譯好的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，可計(jì)算出鎖緊盤(pán)接觸面間的壓強(qiáng)與過(guò)盈量，并使用MDI窗體優(yōu)化VB界面，保存數(shù)據(jù)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，綁定數(shù)據(jù)表到VB界面，生成報(bào)表并打印，最終完成《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》。該軟件已報(bào)批了知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，用戶(hù)可與太原科技大學(xué)聯(lián)系索取。本發(fā)明特征是對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》開(kāi)發(fā)應(yīng)用的實(shí)施步驟為(1)將《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》裝入到使用的計(jì)算機(jī)上，出現(xiàn)“歡迎”界面；(2)點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，出現(xiàn)“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面。輸入計(jì)算需要的參數(shù)， 包括主軸傳遞的扭矩和軸向力、主軸內(nèi)外直徑、內(nèi)外環(huán)接觸面摩擦系數(shù)、各種材料的屈服強(qiáng)度、螺栓數(shù)量、螺栓規(guī)格和擰緊力矩等等；(3)根據(jù)輸入的參數(shù)，計(jì)算確定外環(huán)、內(nèi)環(huán)圓錐結(jié)合面的尺寸；(4)風(fēng)電鎖緊盤(pán)在裝配時(shí)包容件與被包容件之間采用的是間隙配合，故存在間隙。根據(jù)存在的最小間隙和最大間隙兩種情況，采用按軸套校核與受力分析方法和按螺栓擰緊計(jì)算方法可計(jì)算出各接觸面間的壓強(qiáng)和產(chǎn)生的過(guò)盈量，以此來(lái)驗(yàn)證材料是否發(fā)生塑性變形和主軸能否滿足傳遞負(fù)載的要求。首先點(diǎn)擊“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面上“最大間隙計(jì)算”按鈕，按軸套校核與受力分析方法，由推理公式可計(jì)算出主軸與軸套接觸面壓強(qiáng)與過(guò)盈量、軸套與內(nèi)環(huán)接觸面壓強(qiáng)與過(guò)盈量及內(nèi)環(huán)與外環(huán)接觸面的壓強(qiáng)與過(guò)盈量，再根據(jù)厚壁圓筒理論和拉梅公式、假設(shè)包容件與被包容件為全彈性狀態(tài)、符合小變形、線彈性本構(gòu)方程、滿足疊加原理的條件下，按螺栓擰緊計(jì)算方法分別計(jì)算出上述各接觸面間的壓強(qiáng)與過(guò)盈量。通過(guò)調(diào)用Fortran編譯好的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序，則將在VB界面上顯示各接觸面之間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量；(5)審核由步驟(4)按照軸套校核與受力分析方法和栓擰緊計(jì)算方法計(jì)算所得的各接觸面之間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量，檢查計(jì)算結(jié)果是否能夠滿足傳遞載荷的要求和材料不發(fā)生塑性變形的要求。如果不能滿足，則返回步驟( ，重新修改輸入?yún)?shù)在進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算結(jié)果能夠滿足要求才存入數(shù)據(jù)庫(kù)；(6)點(diǎn)擊“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面上“最小間隙計(jì)算”按鈕，進(jìn)行在最小間隙的情況下按照步驟(4)軸套校核與受力分析方法和螺栓擰緊計(jì)算方法計(jì)算各接觸面間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量；(7)審核由步驟(6)計(jì)算所得的各接觸面之間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量，檢查計(jì)算結(jié)果是否能夠滿足傳遞載荷的要求和材料不發(fā)生塑性變形的要求。如果不能滿足，則返回步驟 O)，重新修改輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算結(jié)果能夠滿足要求才存入數(shù)據(jù)庫(kù)；(8)通過(guò)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作按鈕，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已存入數(shù)據(jù)庫(kù)中的風(fēng)電鎖緊盤(pán)系列計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修改、刪除、查詢(xún)及添加等功能，同時(shí)也可查看風(fēng)電鎖緊盤(pán)的附圖、內(nèi)部尺寸確定方法和計(jì)算尺寸的大??；(9)點(diǎn)擊“預(yù)覽報(bào)表”，保存輸出結(jié)果。點(diǎn)擊“結(jié)束”退出系統(tǒng)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將理論計(jì)算的過(guò)程采用Fortran編程， 并且運(yùn)用VB制作可視化界面，設(shè)計(jì)者只需打開(kāi)開(kāi)發(fā)的軟件輸入必要的參數(shù)，就可以找到合理的結(jié)果，具有方便、快捷、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)備的設(shè)計(jì)水平和鎖緊盤(pán)的安全可靠性。


圖1是本發(fā)明操作程序流程圖。圖2是風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件的歡迎界面。圖3是風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件的理論計(jì)算界面。圖4是風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件的輸出結(jié)果數(shù)據(jù)查看界面。圖5是風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件的附圖查看界面。其中1——外環(huán)2——內(nèi)環(huán)3、4——螺栓與墊片5——軸套6——主傳動(dòng)軸7——銷(xiāo)釘Cl1, d2——分別為主傳動(dòng)軸的內(nèi)徑和外徑d3——軸套的外徑d4——外環(huán)的外徑I1——軸套與內(nèi)環(huán)的接觸面長(zhǎng)度
I2——主軸與軸套的接觸面長(zhǎng)度圖6是風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件的內(nèi)外環(huán)尺寸確定的序號(hào)標(biāo)注圖。其中L——內(nèi)環(huán)最大的推進(jìn)行程d5——螺栓距主軸軸心的半徑
1 f 4——鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)短端的寬度11+9——鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)的寬度A——鎖緊盤(pán)外環(huán)錐面長(zhǎng)端的最低點(diǎn) B、I——鎖緊盤(pán)外環(huán)錐面長(zhǎng)端上的點(diǎn) H、 G——鎖緊盤(pán)外環(huán)錐面短端上的點(diǎn)C、D——鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)錐面長(zhǎng)端上的點(diǎn)E、F——鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)錐面短端上的點(diǎn)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施實(shí)例是HSD640-22-540風(fēng)電鎖緊盤(pán)，鎖緊盤(pán)參數(shù)為主傳動(dòng)軸6 傳遞額定扭矩為^OOKN. m，軸向力為0，主傳動(dòng)軸內(nèi)徑Cl1 = 70mm，外徑d2 = 520mm,屈服強(qiáng)度為510Mpa ；軸套5外徑d3 = 640mm，軸套與主軸接觸長(zhǎng)度為I2 = 254mm，軸套的屈服強(qiáng)度為420Mpa ；外環(huán)錐面長(zhǎng)端最低點(diǎn)直徑dA = 652. 52mm，外環(huán)外徑d4 = 1020mm,內(nèi)環(huán)錐面短端長(zhǎng)度If4 = 55mm,內(nèi)環(huán)錐面短端的空行程4. 9mm,內(nèi)環(huán)實(shí)際推進(jìn)行程22mm，內(nèi)環(huán)最大推進(jìn)行程L = 22mm，內(nèi)外環(huán)接觸面摩擦系數(shù)0. 09，內(nèi)環(huán)的屈服強(qiáng)度為MOMpa，外環(huán)的屈服強(qiáng)度為 6IOMpa ；螺栓的數(shù)量為28個(gè)，直徑為30mm，螺栓軸心距為d5 = 730mm，擰緊力為1640N. m。對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》開(kāi)發(fā)應(yīng)用的實(shí)施步驟是(1)首先將《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算軟件》裝入計(jì)算機(jī)，出現(xiàn)“歡迎”界面；(2)點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，進(jìn)入到圖3所示的理論計(jì)算界面。輸入計(jì)算所需的輸入?yún)?shù)主軸傳遞的扭矩觀00 ；主軸傳遞的軸向力0 ；主軸內(nèi)徑70 ；主軸外徑520 ；主軸屈服強(qiáng)度 510 ；軸套外徑640 ；軸套與內(nèi)環(huán)接觸長(zhǎng)度254 ；軸套的屈服強(qiáng)度420 ；外環(huán)錐面長(zhǎng)端最低點(diǎn)直徑652. 52 ；外環(huán)外徑1020 ；內(nèi)環(huán)錐面短端長(zhǎng)度55 ；內(nèi)環(huán)錐面短端的空行程4.9 ；內(nèi)環(huán)實(shí)際推進(jìn)行程22 ；內(nèi)環(huán)最大推進(jìn)行程22 ；內(nèi)外環(huán)接觸面摩擦系數(shù)0. 09 ；內(nèi)環(huán)的屈服強(qiáng)度MO ；外環(huán)的屈服強(qiáng)度610 ；螺栓數(shù)量觀；螺栓直徑30 ；螺栓軸心距730 ；螺栓擰緊力矩1640。(3)根據(jù)輸入的參數(shù)，確定外環(huán)、內(nèi)環(huán)圓錐結(jié)合面的尺寸。在鎖緊盤(pán)內(nèi)外環(huán)的加工中，實(shí)際標(biāo)注的只有如圖6所示風(fēng)電鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)上點(diǎn)C和點(diǎn)E、外環(huán)上點(diǎn)G和點(diǎn)I的尺寸，考慮配合公差，可分別計(jì)算出鎖緊盤(pán)的加工尺寸，為鎖緊盤(pán)內(nèi)環(huán)點(diǎn)C直徑de = 654.86 ^311 mm點(diǎn)E直徑dE = 783.70 +.ommm鎖緊盤(pán)外環(huán)點(diǎn)G直徑 dG =舊3·5。=0//^^點(diǎn) I 直徑=Ci1 = 787.64^/mm(4)如圖3所示，點(diǎn)擊“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面上“最大間隙計(jì)算”按鈕，調(diào)用 Fortran的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序，則在VB界面上顯示各接觸面間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量為表1所示表 權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，它是利用VB(ViSUal Basic的簡(jiǎn)寫(xiě))調(diào)用Fortran動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL進(jìn)行混合編程，由VB設(shè)計(jì)輸入、輸出的可視化計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)界面，通過(guò)調(diào)用Fortran動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，計(jì)算出風(fēng)電鎖緊盤(pán)各接觸面間的壓強(qiáng)與過(guò)盈量， 使用MDI窗體優(yōu)化VB界面，保存數(shù)據(jù)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，綁定數(shù)據(jù)表到VB界面，生成報(bào)表并打印，最終完成風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，即《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》，本發(fā)明特征在于對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》開(kāi)發(fā)應(yīng)用的實(shí)施步驟是(1)將《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》裝入到使用的計(jì)算機(jī)上，出現(xiàn)“歡迎”界面；(2)點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，出現(xiàn)“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面。輸入計(jì)算需要的參數(shù)，包括主軸傳遞的扭矩和軸向力、主軸內(nèi)外直徑、內(nèi)外環(huán)接觸面摩擦系數(shù)、各種材料的屈服強(qiáng)度、 螺栓數(shù)量、螺栓規(guī)格和擰緊力矩等；(3)根據(jù)輸入的參數(shù)，計(jì)算確定外環(huán)、內(nèi)環(huán)圓錐結(jié)合面的尺寸；(4)風(fēng)電鎖緊盤(pán)在裝配時(shí)包容件與被包容件之間存在間隙，首先點(diǎn)擊“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面上的“最大間隙計(jì)算”按鈕，按軸套校核及受力分析方法可計(jì)算出主軸與軸套接觸面壓強(qiáng)與過(guò)盈量、軸套與內(nèi)環(huán)接觸面壓強(qiáng)與過(guò)盈量及內(nèi)環(huán)與外環(huán)接觸面的壓強(qiáng)與過(guò)盈量，再按照螺栓擰緊計(jì)算方法分別計(jì)算出上述各接觸面間的壓強(qiáng)與過(guò)盈量，并在VB界面上顯不；(5)審核由步驟(4)按照軸套校核與受力分析方法和栓擰緊計(jì)算方法計(jì)算所得的各接觸面之間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量，檢查計(jì)算結(jié)果是否能夠滿足傳遞載荷的要求和材料不發(fā)生塑性變形的要求，如果不能滿足，則返回步驟(2)，重新修改輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算結(jié)果能夠滿足要求才存入數(shù)據(jù)庫(kù)；(6)點(diǎn)擊“風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化計(jì)算”界面上“最小間隙計(jì)算”按鈕，進(jìn)行在最小間隙的情況下按照步驟(4)軸套校核與受力分析方法和螺栓擰緊計(jì)算方法計(jì)算各接觸面間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量；(7)審核由步驟(6)計(jì)算所得的各接觸面之間的壓強(qiáng)和過(guò)盈量，檢查計(jì)算結(jié)果是否能夠滿足傳遞載荷的要求和材料不發(fā)生塑性變形的要求，如果不能滿足，則返回步驟(2)，重新修改輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算結(jié)果能夠滿足要求才存入數(shù)據(jù)庫(kù)；(8)通過(guò)點(diǎn)擊數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作按鈕，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已存入數(shù)據(jù)庫(kù)中的風(fēng)電鎖緊盤(pán)系列計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修改、刪除、查詢(xún)及添加等功能，同時(shí)也可查看風(fēng)電鎖緊盤(pán)的附圖、內(nèi)部尺寸確定方法和計(jì)算尺寸的大小；(9)點(diǎn)擊“預(yù)覽報(bào)表”，將保存輸出結(jié)果，點(diǎn)擊“結(jié)束”退出系統(tǒng)。
全文摘要
一種風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，它是對(duì)《風(fēng)電鎖緊盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件》開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)，其特征在于實(shí)施步驟為①將軟件裝入計(jì)算機(jī)；②點(diǎn)擊“開(kāi)始”，進(jìn)入計(jì)算界面，輸入?yún)?shù)；③計(jì)算確定外環(huán)、內(nèi)環(huán)圓錐結(jié)合面的尺寸；④點(diǎn)擊“最大間隙計(jì)算”按鈕，計(jì)算壓強(qiáng)與過(guò)盈量；⑤審核最大間隙計(jì)算結(jié)果是否滿足要求，如果不滿足，返回步驟②修改參數(shù)再計(jì)算；⑥點(diǎn)擊“最小間隙計(jì)算”按鈕，計(jì)算壓強(qiáng)與過(guò)盈量；⑦審核最小間隙計(jì)算的結(jié)果是否滿足要求，如果不滿足，返回步驟②修改參數(shù)再計(jì)算；⑧得到模型的具體參數(shù)和計(jì)算結(jié)果；⑨結(jié)束。本發(fā)明技術(shù)具有方便、快捷、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，并且提高鎖緊盤(pán)的設(shè)計(jì)水平和可靠性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102346796SQ20111027705
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者侯成, 唐亮, 康建峰, 王建梅, 陶德峰, 黃訊杰 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)