欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:5268580
大小:262.04 KB
页数:4页
时间:2017-12-07
《折臂式高压隔离开关平衡弹簧设计方法》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2013年1月机械设计与制造工程Jan.20l3第42卷第1期MachineDesignandManufacturingEngineeringV01.42No.1DOI:10.3969/j.issn.2095—509X.2013.01.003折臂式高压隔离开关平衡弹簧的设计方法张帆,汤文成,刘成标,陈厚源,戴永正,文博(1.东南大学机械工程学院,江苏南京211189)(2.国网电科院江苏泰事达电气有限公司,江苏泰州225300)摘要:平衡弹簧设计的好坏直接影响高压隔离开关的性能。以GW17型高压隔离开关
2、为研究对象,建立机构的运动学方程,根据能量守恒计算平衡弹簧的刚度曲线。同时建立机构的仿真模型,对机构进行运动学和动力学仿真,计算理想平衡弹簧的刚度曲线并设计实际平衡弹簧的刚度值。结果显示,基于虚拟样机技术的平衡弹簧设计是可靠的。关键词:高压隔离开关;平衡弹簧;设计;仿真中图分类号:TM564.1文献标识码:A文章编号:2095—509X(2013)01—0009—04高压隔离开关是在主断路器处于正常分闸位点为内拉杆铰链点,0点为齿轮中心点,Q点为上置时,用来断开无负荷电流的电路、隔离电源的开导电杆顶点,
3、M点为0点在下拉杆(也可以说是下关设备。高压隔离开关是电力系统中使用量最大导电管)上的投影,P点为D点在下拉杆延长线上的高压开关设备,但是由于长期处于合闸状态,对的投影,Ⅳ点为齿轮齿条的节点,ON的长度即为节其很少进行操作,因此隔离开关的设计制造没有得圆半径,G为下导电杆的质心,日为上导电杆的质到足够的重视,其使用性能和质量很难得到保心,0为下导电杆与水平线的夹角,JB为下导电杆和障一。上导电杆的夹角,GDO为质心G与D点连线和下高压隔离开关在分合操作过程中,其重心有明导电杆的夹角,LHOQ为质心日和0
4、点连线与上导电杆的夹角。显的升降,导电杆位能改变从而需要较大的操作力。随着电压等级升高,需要的操作力也越大-4j。只通过加载大力矩的操作机构来驱动是不合理的,需要用平衡弹簧来平衡位能的变化,从而降低操作力矩。理想平衡弹簧所产生的平衡力矩都能刚好抵消重力所产生的力矩,所以不管导电杆如何笨重,只需克服摩擦阻力就可以上升或下降。平衡弹簧在实际设计过程中很难达到理想状图1开合闸机构简图态,驱动机构需要输入额外的驱动力矩才能完成高质心G和日是通过建立折臂式高压隔离开关压隔离开关正常开合。输入驱动力矩的大小是评三维
5、实体模型求得的,即在Pro/E中设置各零件的价平衡弹簧设计好坏的一个重要标准。平衡弹簧材料信息后,通过功能Analysis得出G点相对于D设计的方法很多,本文主要从能量转换和虚拟仿真点的坐标,同理求得日点相对于0点的坐标。2个方面对平衡弹簧的设计进行研究。1.2建立开合闸机构运动学方程在导电臂的运动过程中,点P、D、0、N、M的相1能量法对位置不变,且角也为定值,由此可以首先确定1.1建立数学分析模型机构中一些定量,如OD和。对开合闸机构建立的数学分析模型如图1所图2,3分别为机构在开闸与合闸位置的状态
6、。示,D点为下导电杆铰链点,E点为拉板铰链点,F设定导电杆在闭合状态时下导电杆与轴的夹角收稿日期:2012—08—08基金项目:国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司科技项目(SGEPRIZD一0O4.O1)作者简介:张帆(1987一),男,安徽阜阳人,东南大学硕士研究生,主要研究方向为结构分析与优化。·9·2013年第42卷机械设计与制造工程为0,上、下导电杆之间的夹角是;导电杆在展开进而求得理想平衡弹簧刚度值k:位置时下导电杆与轴的夹角是0”,上、下导电杆,dFdF,dl,、一dOL)之间的夹角是;/
7、QOx为上导电杆OQ与轴的夹角。在未做特殊说明的情况下规定物理量的上1.4理想与实际平衡弹簧力对比标“”’表示导电杆的闭合状态,同理规定“””表示本文以江苏某企业生产的GW17型折臂式高导电杆的展开状态。压隔离开关为例,按上述计算得出在合闸过程中理想平衡弹簧力的大小。对现有产品的弹簧进行压缩试验,测出平衡弹簧力随压缩量变化的相关数据,测量工具和结果如图4所示。D图2开合闸机构在开闸时的位置图4实际弹簧力的检测图3开合闸机构在合闸时的位置GW17型产品在合闸过程中(弹簧压缩)理想由此可以得出以下数值不随机
8、构的运动而改平衡弹簧力和实际平衡弹簧力对比如图5所示。变:QOx,,,进一步计算点0、M、P的坐标。从图中可以看出,合闸的中后期平衡弹簧提供的平又因F点始终位于线MF上,令系数0≤u≤1,可衡力比理想状态下的大,理想平衡弹簧刚度先减小以得到:后增大,合闸的末期出现平衡点。,=“·(一P)+尸(1)Y,=u·(Y肘一YP)+YP(2)最终,可以求出运动过程中Q点的坐标,即Q点的运动轨迹:o=0+lOQI·COS(订+0+卢)(3)Yo=Y0+
此文档下载收益归作者所有