弹簧储能式发电系统涡卷弹簧的设计与分析

利用涡卷弹簧受载、卸载时能量转化的特点,将其与发电机结合可以取代电动自行车上的蓄电池.设计了一种涡卷弹簧储能式发电系统,对涡卷弹簧进行了参数设计与三维建模,并对涡卷弹簧的收紧过程进行了有限元分析,得到其在收紧过程中的簧片位移与应力分布规律以及在完全收紧时应力集中区域处各层弹簧上的最大应力呈现出沿径向先增大后减小的变化规律,确定了涡卷弹簧储能时的危险截面,对提高涡卷弹簧储能式发电系统的可靠性具有重要的理论与实际意义.     

弹性储能装置中平面涡卷弹簧的有限元分析

储能已成为改善风电场输出功率可控性、提升电网稳定性水平的有效手段.提出了基于平面涡卷弹簧的机械式弹性储能-发电系统方案,针对储能装置中关键零件平面涡卷弹簧建立了力学模型和有限元模型,并进行了有限元应力分析和模态分析,得到了涡簧的扭转变形、横截面上的应力分布、固有频率和前20阶振型.研究成果为储能装置的优化设计、储能密度的计算提供了有力依据,也为弹性储能-发电系统的实现奠定了基础.     

基于ABAQUS的同刚度非接触式平面涡卷弹簧性能分析

根据经验公式,在同截面情况下非接触式平面涡卷弹簧的扭转刚度仅与其有效长度有关.本研究建立了一组同刚度非接触式平面涡卷弹簧的数学模型,基于ABAQUS仿真分析软件对各平面涡卷弹簧进行了有限元建模和分析;同时,将各平面弹簧的扭转刚度和工作应力的仿真分析结果与经验公式计算结果进行了对比,并在扭转刚度对比中引入了试验数据.结果表明,同刚度条件下,随着圈数的增大、节距的变小,基频明显变大、最大工作应力小幅下降、应力沿长度方向的波动变小、分布更加均匀.对比扭转刚度和最大工作应力仿真结果和经验公式计算结果,两方法之间存在一定的差异.     

涡卷弹簧储能操作机构的设计及应用

阐述了涡簧储能操作机构的特点,讨论了涡簧机构的结构、特点及其工作原理,对断路器弹簧操作机构的设计及工业化生产进行有益的探讨。     

机械弹性储能箱蜗簧内端连接强度分析

蜗卷弹簧是机械弹性储能的关键零部件,其一端与旋转芯轴连接,另一端与储能箱体内壁连接,连接部分的强度直接影响蜗卷弹簧工作的可靠性。针对蜗卷弹簧内端与芯轴的连接,提出了芯轴盒-螺钉组-压块连接方式,通过理论计算、实体建模及有限元分析,得到了连接中各零件的应力及其分布,提出螺钉组连接应力主要集中于螺纹杆接触面周围,连接的最大应力值出现在压块螺钉孔下边缘,而螺钉上的最大应力位于螺杆与蜗簧和压块接触面相切部位。最后通过仿真结果与理论计算结果的比较,验证了分析的正确性。研究成果为储能箱可靠运行提供有力依据。     

机械弹性储能箱蜗簧衬片连接强度分析

蜗卷弹簧是机械弹性储能的关键零部件,其端部与芯轴和储能箱体内壁连接的强度直接影响蜗卷弹簧工作的可靠性。针对蜗卷弹簧外端与箱体内壁采用衬片固定的连接方式,采用阿基米德螺旋线建立了蜗簧和衬片的数学模型,推导了作用在衬片上的初始弯矩,针对不同长度的衬片建立了衬片连接有限元模型,对比了蜗簧和衬片有限元单元的应力大小及分布统计,得到了不同长度衬片对蜗卷弹簧的影响,确定了合适的衬片连接长度。研究成果可为蜗卷弹簧的安全运行提供有力依据。     

基于DEFORM-3D的高压断路器操作弹簧应力分析

采用有限元分析软件DEFORM-3D,分析了某型号的高压断路器操作弹簧在不同拉伸变形量下的应力变化和应力的分布,同时将模拟值与理论计算值进行了对比分析。分析结果显示:随拉伸变形量的逐渐增大,弹簧所受的载荷呈线性增长;操作弹簧内侧所受应力值大于外侧,在中径处应力值最小,内径处应力值最大。在拉伸行程达100 mm时,操作弹簧未失效,有限元模拟值与理论计算值相符合。     

汽车轮毂轴承单元轴铆合铆头倾角有限元分析

针对第3代汽车轮毂轴承单元在轴铆合装配工艺中容易出现裂纹、擦伤等质量问题,采用DEFORM-3D软件建立轮毂轴承单元有限元仿真模型。通过仿真模拟,比较在不同铆合倾角下铆合时芯轴所受最大应力、铆头所受轴向力以及内圈卡紧力的影响规律,得出了使芯轴所受应力较小、轴铆合过程中铆头所受轴向力和内圈所受卡紧力较稳定的最优铆合倾角。     

车床卷簧芯轴的选择

现在生产大批量的弹簧均在自动卷簧机上进行。但是,自动卷簧机的调整却是一项颇为费时的工作,在试绕中还要消耗一些材料.因此,它适用于大中批量的生产.小批量弹簧在自动卷簧机上卷簧就显得很不方便,适宜在车床上卷簧,调整方便。一、确定卷簧公式车床卷簧需要一根卷簧芯轴。卷簧时,钢丝卷绕在芯轴上,放松后,钢丝会产生回弹现象,这样,制成的弹簧内外径要比需要大,不符合规格(如图1)。因此,卷簧芯轴应稍小于弹簧的内径。钢丝的回弹量与材料的尺寸、材质及弹簧尺寸等多种因素有关,这样,就使芯轴的外径一般难以确定。通常,总是凭经     

液压泵柱塞弹簧断裂失效分析

某型液压泵上1Cr18Ni9不锈钢柱塞弹簧在工作4 h后断裂成4段;采用宏观分析、断口微观形貌分析、金相检查、硬度和渗氮层厚度测量等手段对弹簧断裂性质和原因进行了分析。结果表明:弹簧断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于弹簧内侧的一表面轴向裂纹;该轴向裂纹产生于不锈钢丝的拉拔过程中,在使用环境下发生应力腐蚀,促进了裂纹的扩展,最终使弹簧在油压循环应力作用下发生疲劳断裂。     

两种汽车制动能量回收方式应用于通风的研究

当前存在多种制动能量回收方式,研究这些制动能量回收方式在不同用途上的效益对节能环保有着重大意义,为对比研究蓄电式和涡簧储能式这两种制动能量回收方式应用于汽车通风领域的效益,研制了能直观对比两种方式效益的装置。分别建立装置以两种方式回收能量的数学模型并对其进行Simulink仿真,得到不同涡簧参数和飞轮初速度对回收效率的影响效果,为今后此类制动装置的选择提供参考,并据此对比分析仿真结果,对涡卷弹簧进行选型,得到理论机械能回收效率,对实验装置进行测试,得到实际机械能回收效率,与理论量进行对比,结果表明涡簧式较蓄电池式在应用于通风领域中能更高效率地回收制动能量,具有更大推广价值。     

新机械制图国家标准介绍 第十一讲 弹簧和中心孔画法

一、关于弹簧画法(GB 4459.4-84) 1.标准中规定了哪几种弹簧的画法? 弹簧是机械、车辆、仪表、电器等产品中的常用零件,它的种类很多,常见的有螺旋弹簧、涡卷弹簧、碟形弹簧、板弹簧等。《弹簧画法》标准中规定了常用的几种弹簧的画法,它们是螺旋弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹     

弹簧振动失效断口分析

针对某一具体案例对弹簧进行了振动失效断口分析。试验结果表明,弹簧在振动和阀板往复摆动的交变应力作用下,在弹簧双联腿部位产生了疲劳失效;弹簧折弯处由于半径过小,在折弯内表面处产生了初始裂纹,该区是弹簧结构的薄弱区域,疲劳失效往往易起源于该区域;疲劳最终断裂区显示,最后断裂为所受扭转力矩造成;可通过增大双联腿折弯半径,克服折弯缺陷,并在弹簧服役过程中控制轴向串动,防止双联腿部位出现扭转力矩,从而避免该处产生失效。     

截锥涡卷弹簧的实用设计计算

本文提出了一种设计截锥涡卷弹簧的实用方法,主要内容有: 1.由非线性特性线部分的无量纲公式,推导出截锥涡卷弹簧的计算表,提出用插值法计算已知任意变形量时相应载荷的实用计算方法; 2.已知工作载荷,安装空间和许用应力时,利用参数比ξ=R_1/a,η=R_2/R_1和函数ψ(ξ,η)设计截锥涡卷弹簧的简化设计方法;3.设计计算实例。     

一种自动卷线机构的设计

针对部分探测设备预留较长的线缆造成操作不便的问题,设计一种基于平面涡卷弹簧的自动卷线机构.阐述了自动卷线机构的原理,并对其进行理论分析和涡卷弹簧的设计计算.通过实际应用表明,自动卷线机构结构紧凑,占用空间小,重量轻,安装方便,卷线顺畅,较好地解决了某些探测设备线缆外露过长和走线凌乱的问题.对于其它有卷线需求的设备,它同样有着较高的参考价值.     

基于接触理论的拉伸弹簧可靠性分析

基于ANSYS商用有限元软件,建立了断路器拉伸弹簧的三维有限元模型,并对弹簧的刚度和冲击载荷作用下弹簧工作圈接触的应力分布进行了计算和分析.分析结果表明,对于拉伸弹簧,弹簧圈间的接触不仅使弹簧的最大应力比静态时的应力有所增大,而且在冲击过程中弹簧体内的等效应力随着簧丝间隙的不同而变化,因此在制造过程中应合理控制弹簧圈的间隙.最后,对SW6_110IW型拉伸保持弹簧在冲击载荷作用下的疲劳寿命进行了研究,数据表明如以静载荷模型模拟动载荷作用下的疲劳寿命,将会给弹簧可靠性预测带来较大的误差.     

一种液压弹簧机构碟簧模拟断裂性能研究

以高压断路器用液压弹簧机构的储能碟簧为研究对象,研究储能碟簧为对合组合方式时,不同位置单片碟簧模拟断裂对碟簧状态、机构系统油压、机械特性和碟簧组力值特性等的影响,为液压弹簧机构在电站现场可靠运行提供依据,为现场碟簧故障运维处理提供有效的技术支撑.     

真空断路器触头碰撞的分析和优化

真空断路器在合闸时,由于动静触头发生碰撞,它们之间会产生一定程度的弹跳,从而引起触头之间的高压拉弧.高压拉弧容易引起触头熔焊,影响开关工作的可靠性,甚至损坏开关.因此断路器的设计常常是在触头端设置弹簧,以缓冲动静触头之间的碰撞.运用虚拟样机技术,对静端加缓冲弹簧的真空断路器合闸过程进行了仿真,对缓冲弹簧的刚度进行了优化...     

MT-2型弹簧淬火裂纹分析

某公司在生产MT-2型货车缓冲器弹簧时,热卷弹簧淬火后出现了纵向裂纹。对纵向开裂的弹簧进行了化学成分、金相及断口分析,结果表明,弹簧淬火开裂的主要原因是原材料组织的带状偏析和钢中沿扎制方向存在的数量多且粗长的非金属夹杂物,导致弹簧在试压过程中断裂。     

列车缓冲器弹簧淬火开裂原因分析

某列车缓冲器弹簧在淬火后出现了纵向裂纹;利用化学成分分析、硬度检测、断口分析、夹杂物和显微组织分析等手段对弹簧淬火开裂原因进行了分析。结果表明:原材料组织中的带状偏析和沿轧制方向分布数量多且粗大的非金属夹杂物是弹簧淬火开裂的主要原因;夹杂物和带状偏析造成材料组织和性能均匀性变差,粗大的非金属夹杂物成为裂纹源,在组织应力的作用下,促进裂纹形成并迅速扩展成为沿轧制方向分布的淬火裂纹。