高儲能大扭矩試驗臺飛輪及其傳動離合器研究.pdf

1、高儲能大扭矩試驗臺是用于某大型吸能裝置性能測試和可靠性試驗的重要試驗設(shè)備，其中儲能飛輪和圓錐式摩擦離合器是該試驗臺的關(guān)鍵部件。該試驗臺能夠驗證幾種串聯(lián)吸能裝置的最大工作能力，摸清串聯(lián)吸能裝置在瞬態(tài)大扭矩工況下的工作特性，進(jìn)行可靠性試驗。由于試驗臺的儲能以及傳遞扭矩的能量巨大，給設(shè)計和使用帶來了一系列的難題，本文對試驗臺的功能需求進(jìn)行了深入的分析，研究出了具體可行的方案，通過大型有限元軟件仿真分析予以驗證。
　　本文介紹了高儲能大扭

2、矩試驗臺的工作特點及其關(guān)鍵部件儲能飛輪和離合器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)該試驗臺工作特點與性能要求，確定試驗臺總體方案。在充分考慮試驗臺工作環(huán)境、應(yīng)用條件基礎(chǔ)上，恰當(dāng)選取材料，合理設(shè)計試驗臺的關(guān)鍵部件，完成了方案研究。
　　通過研究飛輪的結(jié)構(gòu)形式，給出一種新的飛輪結(jié)構(gòu)形式，通過更換輪緣處可拆卸的慣量圈實現(xiàn)儲能飛輪的轉(zhuǎn)動慣量可變目的。針對摩擦離合器工作時磨屑的排出和空氣對流散熱，給出了圓錐式摩擦離合器開槽擴孔的結(jié)構(gòu)形式。利用ANSYS軟

3、件對飛輪和離合器進(jìn)行相關(guān)靜力學(xué)分析，驗證設(shè)計的合理性。
　　圓錐式摩擦離合器接合過程中，主、從動盤相對滑動而產(chǎn)生大量的摩擦熱，會導(dǎo)致摩擦盤面溫度急劇升高，產(chǎn)生熱應(yīng)力容易造成離合器燒蝕損壞。因此，有必要對離合器摩擦生熱產(chǎn)生的瞬態(tài)溫升和熱應(yīng)力進(jìn)行分析，驗證離合器設(shè)計的合理性。
　　本文建立了摩擦離合器的三維有限元模型，給出熱流密度數(shù)學(xué)模型，合理設(shè)置熱流密度邊界條件，運用ANSYS有限元軟件對離合器摩擦副進(jìn)行瞬態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，