高儲能大扭矩試驗(yàn)臺飛輪及其傳動離合器研究.pdf

1、高儲能大扭矩試驗(yàn)臺是用于某大型吸能裝置性能測試和可靠性試驗(yàn)的重要試驗(yàn)設(shè)備，其中儲能飛輪和圓錐式摩擦離合器是該試驗(yàn)臺的關(guān)鍵部件。該試驗(yàn)臺能夠驗(yàn)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(yàn)。由于試驗(yàn)臺的儲能以及傳遞扭矩的能量巨大，給設(shè)計(jì)和使用帶來了一系列的難題，本文對試驗(yàn)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(yàn)證。
　　本文介紹了高儲能大扭

2、矩試驗(yàn)臺的工作特點(diǎn)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(yàn)臺工作特點(diǎn)與性能要求，確定試驗(yàn)臺總體方案。在充分考慮試驗(yàn)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(jì)試驗(yàn)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(shí)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(shí)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(kuò)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(yàn)證設(shè)計(jì)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(yàn)證離合器設(shè)計(jì)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(yùn)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，