大型變壓器法蘭螺栓軸向磁激微動(dòng)磨損研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-15 10:20
螺紋聯(lián)接由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便和成本低等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械結(jié)構(gòu)中,大型變壓器法蘭結(jié)合處亦是如此。在實(shí)際工作中,長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致螺栓連接松動(dòng)。螺紋一旦松動(dòng)便會(huì)帶來(lái)不可設(shè)想的后果。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)螺栓松動(dòng)的機(jī)理一直沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。為明確螺栓夾緊力衰退機(jī)理,本文通過(guò)試驗(yàn)方法模擬微動(dòng)工況,開展了不同頻率和幅值的軸向交變載荷對(duì)于螺栓夾緊力衰退、螺栓變形以及螺紋磨損情況影響的研究。通過(guò)結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析得到了一些對(duì)工程上有指導(dǎo)意義的結(jié)論。主要結(jié)論如下:(1)螺栓夾緊力衰退隨軸向交變載荷幅值的增加而增大。此外,螺栓夾緊力衰退分別兩個(gè)階段,第一階段急速下降,第二階段緩慢下降。研究表明在第一階段夾緊力急速下降是因?yàn)槁菟ǖ乃苄宰冃。?dāng)塑性變形達(dá)到穩(wěn)定后即第二階段,螺紋接觸面間的微動(dòng)磨損成為夾緊力衰退的主要原因。由于磨損需要時(shí)間積累,因此夾緊力衰退變緩。(2)在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),夾緊力出現(xiàn)忽生忽降的現(xiàn)象。這是由于接觸界面之間的微動(dòng)磨損引起的。由于微動(dòng)作用導(dǎo)致螺紋接觸面出現(xiàn)短暫卡死現(xiàn)象,從而使螺紋間的摩擦系數(shù)短暫增大,導(dǎo)致夾緊力衰退有波動(dòng)。但隨著微動(dòng)作用不斷的進(jìn)行,卡死現(xiàn)象得到恢復(fù),夾緊力...
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
變壓器箱體法蘭Figure1.1Transformerboxflange
沿著磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加,而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小,磁致伸縮使得鐵心隨著勵(lì)磁頻率的變化而周期性的振動(dòng)。圖1.2 變壓器工作原理圖Fig.1.2 Transformerworkingprinciplediagram1.2.2 變壓器繞組振動(dòng)變壓器繞組通入電流后,在繞組所在空間和所包絡(luò)空間的介質(zhì)中將建立起輻向的和軸向的漏磁場(chǎng),在漏磁場(chǎng)里的繞組間、線間、線餅間要受到電場(chǎng)力的作用,這個(gè)力叫做洛倫茲力或叫做電動(dòng)力。繞組受到這個(gè)力的作用后就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),這就是繞組的振動(dòng)原理。隨著變壓器的使用,無(wú)論是鐵心振動(dòng)還是繞組振動(dòng)都會(huì)使法蘭產(chǎn)生疲勞,在磁激振動(dòng)條件下,變壓器法蘭上的螺栓會(huì)發(fā)生預(yù)緊失效的情況,會(huì)使法蘭間壓緊力不能滿足密封條件,導(dǎo)致變壓器油發(fā)生泄漏。
而且為減緩復(fù)合微動(dòng)磨損提供理論依據(jù)。如圖 2.1 所示。a 切向與徑向復(fù)合 b 轉(zhuǎn)動(dòng)與扭動(dòng)復(fù)合圖2.1 復(fù)合運(yùn)動(dòng)示意圖Fig.2.1 Compositemotion diagram2.3 常見微動(dòng)損傷實(shí)例據(jù)統(tǒng)計(jì)約 90%的飛機(jī)構(gòu)件的疲勞破壞起始于微動(dòng)損傷,使其壽命降低 60%,引起大量的停機(jī)維修,甚至發(fā)生空難事故。2002 年,巴拉那大橋上的 46 萬(wàn)伏高壓電纜因微動(dòng)失效而斷裂,導(dǎo)致約 7000 萬(wàn)人口的巴西南部地區(qū)大面積停電,這直接導(dǎo)致交通、生產(chǎn)處于癱瘓當(dāng)中,經(jīng)濟(jì)損失巨大。微動(dòng)損傷現(xiàn)已成為重大裝備災(zāi)難性事故的主要原因之一。根據(jù)文獻(xiàn)[37]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]螺栓摩擦系數(shù)對(duì)連接松動(dòng)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 于俊輝,李維榮,許昊. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2015(03)
[2]基于壓電阻抗技術(shù)的螺栓松動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 王濤,楊志武,邵俊華,李友榮. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]亭子口水電站變壓器滲漏油原因分析及處理[J]. 李盤. 四川水利. 2014(05)
[4]變壓器密封失效分析及防治措施研究[J]. 黃煒昭. 變壓器. 2014(05)
[5]螺紋聯(lián)接松動(dòng)過(guò)程的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 侯世遠(yuǎn),廖日東. 強(qiáng)度與環(huán)境. 2014(02)
[6]基于壓電主動(dòng)傳感方式的螺栓松動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王濤,羅毅,劉紹鵬,肖涵,王志剛,李友榮. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(08)
[7]螺栓預(yù)緊力的加載方法研究[J]. 冷駿. 機(jī)電設(shè)備. 2013(02)
[8]Ni60A/MoS2復(fù)合涂層潤(rùn)滑膜的形成及自修復(fù)機(jī)理[J]. 趙運(yùn)才,葛世榮. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[9]淺談摩擦與磨損[J]. 覃奇賢,劉淑蘭. 電鍍與精飾. 2009(05)
[10]基于壓電導(dǎo)納的鋼框架螺栓松動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 王丹生,朱宏平,魯晶晶,王偉. 振動(dòng)與沖擊. 2007(10)
博士論文
[1]軸向激勵(lì)下螺栓連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)機(jī)理研究[D]. 劉建華.西南交通大學(xué) 2016
[2]干態(tài)下扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)運(yùn)行及其損傷機(jī)理研究[D]. 沈明學(xué).西南交通大學(xué) 2012
碩士論文
[1]軸向載荷作用下鋼/鋼螺紋聯(lián)接的松動(dòng)行為研究及數(shù)值模擬[D]. 于澤通.西南交通大學(xué) 2015
[2]基于界面接觸狀態(tài)的壓電主動(dòng)式螺栓聯(lián)接檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅毅.武漢科技大學(xué) 2013
[3]鋁合金柱—平面接觸副及其鉚接件微動(dòng)損傷研究[D]. 鮑敏.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]WC-Co-Ni硬質(zhì)合金模具材料的制備及摩擦學(xué)特性研究[D]. 李果林.浙江理工大學(xué) 2010
[5]化學(xué)鍍銅TiB2顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 張立德.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]螺紋擰緊技術(shù)研究及擰緊機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黃恭偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[7]兩種鋼的復(fù)合微動(dòng)磨損行為的研究[D]. 李政.西南交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3626454
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
變壓器箱體法蘭Figure1.1Transformerboxflange
沿著磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加,而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小,磁致伸縮使得鐵心隨著勵(lì)磁頻率的變化而周期性的振動(dòng)。圖1.2 變壓器工作原理圖Fig.1.2 Transformerworkingprinciplediagram1.2.2 變壓器繞組振動(dòng)變壓器繞組通入電流后,在繞組所在空間和所包絡(luò)空間的介質(zhì)中將建立起輻向的和軸向的漏磁場(chǎng),在漏磁場(chǎng)里的繞組間、線間、線餅間要受到電場(chǎng)力的作用,這個(gè)力叫做洛倫茲力或叫做電動(dòng)力。繞組受到這個(gè)力的作用后就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),這就是繞組的振動(dòng)原理。隨著變壓器的使用,無(wú)論是鐵心振動(dòng)還是繞組振動(dòng)都會(huì)使法蘭產(chǎn)生疲勞,在磁激振動(dòng)條件下,變壓器法蘭上的螺栓會(huì)發(fā)生預(yù)緊失效的情況,會(huì)使法蘭間壓緊力不能滿足密封條件,導(dǎo)致變壓器油發(fā)生泄漏。
而且為減緩復(fù)合微動(dòng)磨損提供理論依據(jù)。如圖 2.1 所示。a 切向與徑向復(fù)合 b 轉(zhuǎn)動(dòng)與扭動(dòng)復(fù)合圖2.1 復(fù)合運(yùn)動(dòng)示意圖Fig.2.1 Compositemotion diagram2.3 常見微動(dòng)損傷實(shí)例據(jù)統(tǒng)計(jì)約 90%的飛機(jī)構(gòu)件的疲勞破壞起始于微動(dòng)損傷,使其壽命降低 60%,引起大量的停機(jī)維修,甚至發(fā)生空難事故。2002 年,巴拉那大橋上的 46 萬(wàn)伏高壓電纜因微動(dòng)失效而斷裂,導(dǎo)致約 7000 萬(wàn)人口的巴西南部地區(qū)大面積停電,這直接導(dǎo)致交通、生產(chǎn)處于癱瘓當(dāng)中,經(jīng)濟(jì)損失巨大。微動(dòng)損傷現(xiàn)已成為重大裝備災(zāi)難性事故的主要原因之一。根據(jù)文獻(xiàn)[37]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]螺栓摩擦系數(shù)對(duì)連接松動(dòng)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 于俊輝,李維榮,許昊. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2015(03)
[2]基于壓電阻抗技術(shù)的螺栓松動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 王濤,楊志武,邵俊華,李友榮. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]亭子口水電站變壓器滲漏油原因分析及處理[J]. 李盤. 四川水利. 2014(05)
[4]變壓器密封失效分析及防治措施研究[J]. 黃煒昭. 變壓器. 2014(05)
[5]螺紋聯(lián)接松動(dòng)過(guò)程的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 侯世遠(yuǎn),廖日東. 強(qiáng)度與環(huán)境. 2014(02)
[6]基于壓電主動(dòng)傳感方式的螺栓松動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王濤,羅毅,劉紹鵬,肖涵,王志剛,李友榮. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(08)
[7]螺栓預(yù)緊力的加載方法研究[J]. 冷駿. 機(jī)電設(shè)備. 2013(02)
[8]Ni60A/MoS2復(fù)合涂層潤(rùn)滑膜的形成及自修復(fù)機(jī)理[J]. 趙運(yùn)才,葛世榮. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[9]淺談摩擦與磨損[J]. 覃奇賢,劉淑蘭. 電鍍與精飾. 2009(05)
[10]基于壓電導(dǎo)納的鋼框架螺栓松動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 王丹生,朱宏平,魯晶晶,王偉. 振動(dòng)與沖擊. 2007(10)
博士論文
[1]軸向激勵(lì)下螺栓連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)機(jī)理研究[D]. 劉建華.西南交通大學(xué) 2016
[2]干態(tài)下扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)運(yùn)行及其損傷機(jī)理研究[D]. 沈明學(xué).西南交通大學(xué) 2012
碩士論文
[1]軸向載荷作用下鋼/鋼螺紋聯(lián)接的松動(dòng)行為研究及數(shù)值模擬[D]. 于澤通.西南交通大學(xué) 2015
[2]基于界面接觸狀態(tài)的壓電主動(dòng)式螺栓聯(lián)接檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅毅.武漢科技大學(xué) 2013
[3]鋁合金柱—平面接觸副及其鉚接件微動(dòng)損傷研究[D]. 鮑敏.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]WC-Co-Ni硬質(zhì)合金模具材料的制備及摩擦學(xué)特性研究[D]. 李果林.浙江理工大學(xué) 2010
[5]化學(xué)鍍銅TiB2顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 張立德.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]螺紋擰緊技術(shù)研究及擰緊機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黃恭偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[7]兩種鋼的復(fù)合微動(dòng)磨損行為的研究[D]. 李政.西南交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3626454
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