垂直軸風(fēng)力機(jī)變槳距研究現(xiàn)狀
并且由于上下兩部分葉片重心的外懸,每個(gè)葉片先分別用柔韌性很好的鋼絲拉曳在平行于豎直轉(zhuǎn)軸的平面上。具體做法是將鐵絲的兩端分別固定于葉片的凸面下部中線上,以及前一個(gè)葉片的福條上,這樣既能保持葉片在無(wú)風(fēng)或停機(jī)的時(shí)候保持豎直,又能在風(fēng)力較大的工況下,只能讓相對(duì)于來(lái)風(fēng)方向位于凹面的葉片朝順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),相對(duì)于來(lái)風(fēng)方向位于凸面的葉片保持豎直。這樣可以避免同一風(fēng)向上葉片系統(tǒng)在極限風(fēng)速下引起共振的風(fēng)險(xiǎn),減小了風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,也保證了可調(diào)節(jié)角度葉片系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
彈簧的安裝方式選擇在葉片的兩端的邊緣各安裝一個(gè)彈簧,左邊的彈簧為左旋,右端的彈簧為右旋。彈簧提供的轉(zhuǎn)矩為T(mén)=KTe。KT為扭簧的扭轉(zhuǎn)剛度,N.mm/CTie為彈簧的扭轉(zhuǎn)角度,單位為度。之所以選擇對(duì)稱安裝,是考慮到其工作的協(xié)調(diào)性,如果每個(gè)葉片只在內(nèi)側(cè)裝一個(gè)彈簧,固然在彈簧提供的扭力上通過(guò)設(shè)計(jì)可以滿足,但是卻很容易造成葉片受力不均,安裝位置不易確定等諸多問(wèn)題。所以釆用分別在葉片兩端內(nèi)側(cè),各安裝一個(gè)彈簧,彈簧的兩個(gè)外臂,一段固定在葉片邊緣的角鍋上,一段固定在福條上,均采用螺栓連接,螺桿穿過(guò)彈簧兩個(gè)外臂端部的圓環(huán),最終完成扭轉(zhuǎn)彈簧與葉片與葉片連桿的連接。具體的安裝方式如下圖所示:
3.3.3扭轉(zhuǎn)彈黃的設(shè)計(jì)
扭轉(zhuǎn)彈黃一般被用于壓緊,儲(chǔ)能,或者傳遞扭矩。彈簧的兩端一般帶有奸臂或掛鉤,方便固著或加載。下圖中NI型為內(nèi)臂扭轉(zhuǎn)彈賛,Nil型為外臂扭轉(zhuǎn)彈賛,NIII型為中心臂扭轉(zhuǎn)彈賛,NIV型為雙扭黃。為了避免螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧在扭轉(zhuǎn)變形時(shí)產(chǎn)生摩擦,相鄰兩圈的彈簧鋼絲一般留有一定的微小間距。根據(jù)工況,扭轉(zhuǎn)彈黃選用Nil型,即外臂扭轉(zhuǎn)彈賛[54i6S】。
同時(shí)彈簧依照其承受載荷的次數(shù)以及性質(zhì)可以被分為三類,I類-受變載荷作用在106次以上;II類-受變載荷作用103-105次及受沖擊載荷;III類-受變載荷作用在103以下的。根據(jù)本文中彈黃的工作情況,選擇II類彈賛。
1.選擇材料并確定其許用彎曲應(yīng)力
根據(jù)彈簧的工作狀況,彈黃材料選擇應(yīng)用最廣的碳素彈簧鋼絲,B級(jí)制造,估取彈簧鋼絲直徑為 4_,查得[OblKUcjB, aB-1320MPa, lab;h660MPa。
其中[Ob]為許用應(yīng)力,OB為彈黌鋼絲的拉伸強(qiáng)度極限。
2.確定旋繞比C并計(jì)算曲度系數(shù)
因彈簧需纏繞在福條上使用,因此內(nèi)徑與福條粗細(xì)相匹配(25mm),并且為了避免彈簧與芯軸發(fā)生箍緊現(xiàn)象,芯軸直徑必須比最小轉(zhuǎn)矩作用下的彈簧內(nèi)徑小10%,即彈簧內(nèi)徑為27.5mm,可求的彈簧中徑D =Di+d=31.5mm。
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