单臂振荡波能发电装置结构设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 毕  业  设  计 （ 论  文 ）  设计 (论文 )题目 ： 单臂振荡波能发电装置结构设计       学生姓名：                    指导教师：                    二级学院：                    专   业：                    班   级：                    学   号：                    提交日期：      年    月    日   答辩日期：      年    月    日   金陵科技学院学士学位论文                                                                 目录    录  摘  要   V 第 1 章  绪论   1 洋能的研究背景与意义   1 洋波浪能的资源分布   2 内外研究现状与分析   2 期波浪能发电技术的发展   2 浪能发电装置的分类方法   3 浪能发电技术的理论研究   3 浪能发电技术的试验研究   4 第 2 章  单臂振荡波能发电装置方案设计   5 述   5 案设计   5 案确定   7 第 3 章   单臂振荡波能发电装置的受力与分析计算   8 要参数的计算   8 压原理图设计   9 缸直径及行程的确定   10 压缸最大推力 确定   10 杆最大拉力 确定   10 的选择与校核   10 第 4 章  液压系统设计   12 缸的计算与选型   12 缸的计算   12 缸的选型   12 泵的计算与选型   13 泵工作压力 P 的计算   13 泵理论流量 计算   13 泵排量 q 的计算   13 泵功率 N 的计算   14 泵的选型   14 箱与油管的计算与选型   14 金陵科技学院学士学位论文                                                                 目录   油箱容积 V 的计算   14 管内径 d 的计算   14 总结   16 参考文献   17 致  谢   19 金陵科技学院学士学位论文                                                                 摘要  臂振荡波能发电装置结构设计  摘  要  波浪能源问题日益被重视，世界上有一些新的思路和新的技术浪潮的力量。截至目前，还有约 340种不同的场景，千余项专利。手臂摆振动能量是波的形式，波倾斜自我介绍。对于波浪能装置 的波能装置的倾斜，在深化的过程中研究的商业价值逐步体现。这篇文章是关于浮力倾斜波能装置。计算出的理论的基础上，在浮力倾斜研究波能装置的条款。论文章节概括如下：  第一章讨论了课题的研究背景，波浪能装置的研究现状提出重要性和调查的对象。  第二章论述在研究设备关键技术的组成和浮力倾斜波能装置的基本原理进行了分析。  第三 章 ，具有放置在固定的位置时，计算了波振幅的力量和分析不动浮力的光波动理论。然后导出的能量俘获效率浮力振荡装置，并用水深度的关系，来分析摆机械阻尼的浮力 。  关键词： 波浪能发电；振荡波；波浪能  金陵科技学院学士学位论文                                                              a of of So 40 of is a of a in of of of is in of as of of of of In a of in of a of 陵科技学院学士学位论文                                                         第 1 章  绪论  1 第 1 章  绪论  洋能的研究背景与意义   传统化石能源，使现代机械工业的大规模发展，已经进入了从农业到人类社会繁荣的工业社会，提供动力源源不断整个工业文明，在近代的人类发展的组成部分。至今仍是人类社会最重要的化石能源消耗，化石能源的全球消费量的比重超过 80，而化石燃料能源的枯竭，地球数百万年的所得产品的进化，它们消耗很多比生产速度。在一方面，随着科学技术的发展，人类社会也越来越大的能源需求，按照这个速度，不久的将来会逐渐消耗殆尽的化石能源，这是人类发展的一个巨大挑战。在另一方面，利用化石能源始终伴随 着温室气体的排放和生产了一批环境污染危害整个人类环境不符合健康的长远社会发展的基本要求。剧情替代传统的化石燃料，开发和使用新的清洁的寻找可再生能源，减少对环境的污染是海洋的共识是地球上面积达到 公里，占地球表面的 71。浩瀚的海洋是资源丰富，包括海洋化石能源还包括潮汐，波浪，温度，盐度梯度，海流的形式“海力”。经受风吹日晒等，从而导致不 同的温度，盐度的不同区域，由月球和其他地区的产品滚动海重力的作用海水，这些差异导致各种海洋能，从海上能量是干净的，可再生的。开发和利用清洁可再生能源，这是对人类未 来的发展具有重要 意义，也是自身生存和发展的人类，来维持，扩大生存空间最实用的方法之一。进入 21世纪以来，必须争取许多国家的各种海洋资源，有各种海洋国家的新目标，海洋科学和技术实力。社会主义在我们的发展，科学技术的滞后期发达国家落后。通过不断开拓进取，中国的实力一直保持科学和技术之间的联系已经在若干领域取得了长远的进步，但改革开放以来我们强调工业发展和经济增长，忽视环境管理和保护后。除了这种粗放的产业发展路线是自然资源，如烟雾，全球变暖，污染地下水，要解决这些问题严重的环境问题很多浪费，我们的政府已经加大力度 推进节能减排，并正在制定环境友好型社会，并把重点放在支持新的清洁可 再生能源的开发和利用，建立可持续发展的战略路线图。我们的海洋是巨大的，岛屿众多，拥有 490万平方公里的海域面积超过 6000群岛海域，蕴藏于这些领域将是一笔宝贵的财富，开发和利用是合理的丰富的海洋能源资源有效地解决我们的能源和环境问题。海洋能技术一般是指在生活用海能量和生产的人可能通过多种海洋能量的技术在动能，势能，热能，化学能的形式进入电是该技术的功率能源等新兴。能源技术的世界海洋能量是目前更多的开发的初始阶段，可以达到开发新的海域，根据 调查，这种巨大的海浪能量的量成熟潮使用源，进一步通过使用波能源技术的商业规模仍处于实验性阶段，有待更深入的研究和探索，温金陵科技学院学士学位论文                                                         第 1 章  绪论   2 度，盐度差能和原始声音的舞台技术的其他用途。  区域划分和当前形势的总体规划，中国已开始向海洋能，国家海洋局“海洋可再生能源发展纲要（ 2013中提到中国将研究确定了三个主要的海洋能源试验场螺栓形势和科学的角度和分区布局的能源需求，相继开发在中国沿海地区科研机构安装各种海洋能试验装置。这将进一步推动海洋能，海洋能技术研究基金会的发展 。   洋波浪能的资源分布   海洋波浪能 是海洋能源的动能的一种形式，可以比其它海洋广泛的传播能量密度高的流动特性。据调查，约 具发展潜力的总储量。图 个数字可以集中在南印度洋和太平洋，北大西洋，北太平洋和类似波的能量密度区的世界中可以看出。一般，当 2千瓦 /米波浪能磁通密度与它一起使用，该图表明，大部分海洋区域的有效范围内的。  内外研究现状与分析   点吸式波能装置也浮振荡称为波能装置，其原理是将振动能量通过漂浮在海中的波浪吸收浮海，并通过一种手段，这种能量转换成电能吸收点波能量波能 源技术效率高，比较容易制造，成本低，适合于波能可以是密度较低的国家中的波的能量密度的前部，所述流一般较小，以便收集合适的吸收式波浪能装置的现场在我们的研究和推广。 。  期波浪能发电技术的发展   所有的海洋国家有海洋勘探和研究波浪能源领域确定的世界具有重大影响，波浪能可最早的专利领域可以追溯到 1799 年， 1911 年，法国研制出世界上第一个海洋波浪能发电装置。在 20世纪 60年代，专为能源浮标日本第一个商用波浪能利用装置是波浪能装置。截至 2010年，有利用波浪能技术专利使用了 4000多个项目，在世界各 地所有的海运国家都参与波浪能源技术的研究，通过一系列的理论计算和数值模拟预先优化的设计的，它有在原型中，测试设备的操作的发电装置的稳定性和可靠性的实际的海况一些波。欧洲岸边波浪能资源丰富，因此相关研究在其他地区的发展更加突出也在积极探索领域。到目前为止，有在海洋和运行实 验的各种波能装置。中国在上世纪 70年代就开始研究，波浪能发电，在“七五”期间中国的第一批电厂的建设能源研究所广州。在该机械钟摆摆动用喇叭板混凝土浇注收集收缩水道波通过发电内部版本液压转换系统，中国第一个倾斜波浪发电站国家海洋技术研究所在山 东大管岛“十一五”期间，发电设计达到 30  金陵科技学院学士学位论文                                                         第 1 章  绪论   3 浪能发电装置的分类方法   根据苏格兰奥克尼群岛的欧洲海洋能源中心（世界上第一个海洋能源中心）的分类，一旦波能量转换装置，中间转换和第二转换格式。海洋波浪能量转换部分，诸如通过浮子，摆板和其他结构，波浪的动能转化的集合 ;辅助波能量转换的中间转换部分继续使波能量以促进采集发电机，二转换机械能的发电机转化为电能的波浪能发电设备的流程图，该图所示，一个转换部的转换而通过摇动浮子，捕获，以改善以实现波能量的有效转化这些部件的物理参数摆锤构件板波能量，应 进行调查和海洋变化可能性的不同的机械结构。经由齿轮箱，艺术作品的中间层转换部分，飞轮元件具有用于通过辅助过渡发电机的机械能基本上转换成一个连续的，稳定的机械能发生器的转换部分的机械能转换成电力，目前一般转换所述能量由常规的交流发电机的装置或直流发电机还涉及新技术的应用：线性电动机。研究主要集中在波浪能转换技术，包括转换的机械结构优化设计，包括大专转换发生器等，网络和投注选项的系统的中间部分的部分。  按波能量收集的另一个转换可以分为摆动型水柱，光滑，传输类型，指向不同的形式（振荡浮动）型，摆动，鸭等的捕捉，但 也将金属磁性的应用液波功率器件技术。所述压力装置是不固定的，或可被分成固定的和可变的，根据不同的机械原理，这意味着次要转换部分可以分为气动，液压和齿轮。波能装置的一个典型的原理是该装置的示意图包括浮体，绳索，直线电机，系泊系统中，当在接近波浪浮体波浪状运动，上下移动浮子驱动动子运动帘线振荡到直线的另一端 部电机以产生电能，以防止位于密封壳体内的线性马达获得 ，防止海水的进入。   浪能发电技术的理论研究   由于吸收式波浪发电技术具有转换效率高，结构，尺寸变化大的优势，目前的理论研究和目前发展迅速 设计和开发相关设备的角度来看，研究主要集中于波器水动力性能分析，控制策略设定相位，通过改变设计参数，以便优化的发电设备的效率，以提高装置的安全性能调整反馈调节控制，新一代压电材料中的应用具有重要的成为方向，本文涉及到流体力学分析设备，所以重点介绍这一研究现状。早在 1981年，托马斯等人，总结了在墨西哥湾流的基本功能的波浪能装置，互动浮体被海浪之间的研究的基础上，于 2002年直线法尔考波假设，以吸收波能的点的腔装置和该装置的总效率的入射角的几何形状的影响发生装置流体动力学分析。颈部于 2007年，通过建立一个频 率的时间域混合模型来分析流体动力双浮标波浪能装置响应特性，相位控制学习方法来提高能量转换效率问题的手段，在012年的研究分析，加在没有粘性流体动力学方程的次级阻尼项来检查粘性阻尼流体分析的效果。包括国内相关研究机构和大学也有很多的研究，刘中金陵科技学院学士学位论文                                                         第 1 章  绪论   4 间三个线性源和汇的分析是在 1987 年法在规则波的深度下车驳船移动单元响应问题，能源绳松伟广州研究所等于 2013是一段波吸收水动力分析，正波浮意味着外部激励动力和阻尼进行了优化设计理论和计算方法。马哲中国海洋大学吸引流体动力波施加浮子外阻尼浮子下方的振荡进 行分析如在 2013 年的问题的响应的冲击载荷的摆动运动，并以浮动的振动的各种物理性质的运动特性的响应讨论 . 浪能发电技术的试验研究   近年来，快速的技术发展波浪能吸收点，有波浪能发电装置的吸收点多一直是样机模型水池实验，把一些在现实的海况和小规模试验。如图所示， 2010年英国的 立于苏格兰周围海域 品被圆柱形浮筒，浮筒由于 浮标，这是启动太晚，的波浪能产生的往复运动的运动的特性快，小规模的发展而发展的线性电动 机的运动的 运动浮标电缆内部部分采用直线电机技术，相关图点线性制动检测设备 州能源研究所在 2011 年底发展起来的，当容量 10茫茫大海上和水下阻尼直线电机及其在广州原理万山岛海域作业如图 台由浮子和摆动板波能量的振动两侧的列的主要部分捕获，由垂直轴风力涡轮机中，当沿给定方向的波，工作平台将左右前端浮筒转动的作用收集海上风力中，为了摆动的主要平台“为船体后 部的方向，以使波浪能，更好的吸收时的波穿过平台振荡波主体的两侧浮标其他列，因为相对移动的水的浮力的不同区域的身体，这些机械变速箱和其它结构这可转换成旋转机械能供应发电机使用舱 。   金陵科技学院学士学位论文                                  第 2 章  单臂振荡波能发电装置方案设计  5 第 2 章  单臂振荡波能发电装置方案设计  述  图 2. 1是离网型浮力摆式波浪能发电机组的总体结构组成， 两个主要的机械系统和电气系统：完整的机械系统以吸收大的能量，并且能量传递函数，它包括浮力和液压传动摆动机构，以实现转换为波被转换成动能转化为压力能，从而液压系统在旋转的机械能，以及发电机，电气系统，以实现将旋转 机械能转换成电能，并实现能量存储和转换，这是一台发电机，一个系统控制单元和充放电控制系统等的主要功能。包括能源，但它也可以通过电气控制系统来实现赶上浮球和最大化稳定的功率输出  图 案设计  浮力摆式波浪能发电装置包括浮力摆、液压缸和钦接机构等，具体机械结构如图  金陵科技学院学士学位论文                                  第 2 章  单臂振荡波能发电装置方案设计  6 因 力 摆 式波浪能 发电 装置机械 结 构 设计图  浮力倾斜波装置结构的机构中的独立运动的运动和功率分析前的数，研究机构的自由，以确定所希望的使设置来控制 7的移动，其中该图可被简化 固定图  图 该组织是由机架 1，原动机 2是复合钦链和两个 其中 而使构成交替的旋转数 3 2C， 两个旋转副，因此该机构一共 N = 5活跃成员，一共 低边和高 副手，无局部自由度和虚限制，获得自由度，可根据下式为组织自由平面被命名 ：  因为同等数量的自由度运动构件机构和团体的都是一体，使浮力倾斜机制的波浪能装置的相对运动提供。设计浮球机械结构主要钢板 20通过焊接，以便在浮力的厚度来 进行，以使浮体，并与同样薄越好的一定的刚度，既减轻重量节省材料，而且还形成改善与波其，增加浮力摆置换反应。为此浮力投入中空内部，顶部和底部被设计成半圆弧， 4毫米前壁板壁厚。为了访问促进展气缸和刚性，是圆网造纸气缸轴承座设计 成固体，从而防止向上力摆变形时，内部硬盘部件焊接金陵科技学院学士学位论文                                  第 2 章  单臂振荡波能发电装置方案设计  7 到厚度为 20正加强肋，侧杨的壁厚板 8同时需要充分考虑密封浮力吊带的可靠性 。  案确定  在这种情况下，使用浮置摆动的平板车在图 出的空气动力学轮廓。在节中的自动分析 论是波浮力的钟摆漂浮密度，宽度和高度倾斜的影响装置的小能量俘获效率。所以浮力吊索设计过程中，在每一种情况下的向上的力摆的结构强度的主要考虑因素。用厚度为 20 毫米的焊接加固肋浮力，摆浮力摆，以确保机械强度。最重要的参数是浮力吊带：一盘高， =  Z，厚度 d=m 时，摆幅 W =枢轴支承枢轴点的点位从口离开 = 。  金陵科技学院学士学位论文                          第 3章  单臂振荡波能发电装置的受力与分析计 算  8 第 3 章   单臂振荡波能发电装置的受力与分析计算  要参数的计算  常规的液压系统的设计过程中，系统 的条件下，通常的功率输出，用于实现一定的运动的液压系统。波功率的液压系统的设计原则是，以确定实际的工作海道设备，以确定在海上的实际情况的液压系统的特定参数在波浪，防止最佳匹配之间海浪液压系统的设计和位置，使总能量流动产生的效率意味着最佳。同时，该网站还与器件的具体问题试航实验在施工，所以在选址过程中应考虑安装和维护的方便性和海洋环境，通过最大限度地减轻灾害的可行性。  选择主浮力海上吊索的工作条件 ：平均波高 H=1M，波幅 a=H/2,海水水深 h=10m,平均周期是 T=6S,平均频率 ，平均波长。  则将以上海况 参数代入式  计算得：  （  从式子 浪力幅值的作用点位于浮力摆的中点，所以根据力矩的计算公式可得波浪力矩为：  （  从浮力摆的结构设计，由力矩平衡条件（忽略随动液压缸的力矩，假设浮力摆重力力矩和浮力力矩平衡）：  金陵科技学院学士学位论文                          第 3章  单臂振荡波能发电装置的受力与分析计 算  9 （  代入数据可得，计算 液压缸在运动的过程中的最大压力为：  （  计算浮力摆在设定海况下的最大摆角为  （  在浮力摆设计的过程中，为了留有一定的安全余量，同时考虑液压缸的行程等问题，取浮力摆的极限运动角度为 30。  液压马达的转速保持在发电机额定转速附近， n=750r/压原理图设计  根据液压系统的设计要 求，设计本方案中浮力摆式波浪能发电装置的原理图如图  图 压原理图  1液压缸 1 2液压缸 2 3单向阀 4安全阀 5压力表 6主辅回路蓄能器 7压力传感器 8主回路液压马达 9永磁同步发电机 10精滤油器 11辅助回路液压泵 12辅金陵科技学院学士学位论文                          第 3章  单臂振荡波能发电装置的受力与分析计 算  10 助回路异步电机 13粗滤油器 14油箱 15溢流阀 16扭矩传感器 17转速传感器 。  该系统包括主油压回路和所述油路，主要功能是提供动力的液压回路，液压油在到达汽缸被传递到过程变量，电荷入口导管的功能是当系统比系统充气压力的设定值低时，气泡的液压系统的作用和 振动的系统。  主液压回路的操作如下：当浮力，钟摆沿逆时针方向枢转，液压缸 2的活塞杆腔，设计，流动通过止回阀 后将可变驱动马达旋转，液压第一汽缸活塞流到移动的有杆腔通过单向阀 如果顺时针转动驱动，液压缸在公平的运动 L 2。安全阀 8大操作压力是由减压阀 15被设定在 电电路的工作原理如下：当返回管低于 1 a，压力传感器将信号发送到控制器，启动发动机油，分别通过止回阀  压力达到 液压系统压力容器 6吸收系统波动 。  缸直径及行程的确定  压缸最大推力 确定  跟据式 o ss o s计算得  杆最大拉力 确定  根据式 o ss o s计算得 121 的选择与校核  销轴均用 45 钢制造，作调质处理，其屈服强度 s=355择安全系数为 2，其许用剪切应力 =0.5s=值 50 由上述各力的计算分析可知，整个机构中油缸作用点处所受力最大，且在角 0 时取得极限值。   5 0 5 0 0 622m a  例如，选择该机构所有的关节，以满足强度要求。  气缸的选择主要是根 据所需的最大功率，并确定最大行程。根据液压缸的系统的加工性能，该 ：  金陵科技学院学士学位论文                          第 3章  单臂振荡波能发电装置的受力与分析计 算  11 4 2m a x   m                                  （ 6 式子里， 系统效率，通常按 = p 液压系统额定工作压力（   参考表 取 p , p 越高，对密封要求也越高，成本亦随之上升；根据机构的类型及其工作特点，取 16P  金陵科技学院学士学位论文                                                  第 4 章  液压系统设计  12 第 4 章  液压系统设计  缸的计算与选型  缸的计算  油 缸式执行机构是一个液压系统，升降和卸载也表示，两家机构的直接动力源。通常分为浮动活塞气缸和朱物种类别。他们单动式活塞，大，小的拉伸长度的圆筒长度，使用低油压力（通常不超过在14朱浮动型多级伸缩缸，一 般 2加过渡，结构紧凑，具有短而粗，大的伸缩长度，用液压高（高达 35），布局等方面的优势是很容易的帮助进行安装。朱浮动型缸在一个方向上分割并在两个方向上作用的行为。有液压附加汽车双作用式落地，顺风顺水，时间快。直推机构多采用多级单缸和联动机制结合使用单级单作用 油 缸 。  表 压设备常用的工作压力  设备类型  机床  农业机械或中型工程机械  液压机、重型机械、起重运输机械  磨床  组合机床  龙门刨床  拉床  工作压力P/（  5 28 810 1016 2032 （ 1）油缸直径与行程的计算  从式子 （ 4算出结果为：  8944 6m a x   2 5 o o  0 0c o sc o s 10   （ 2）机构油缸直径与行程的计算  从式子 （ 4算出结果为：  50 50044 6m a x              参考同类机构，取 800L                                缸的选型  根据上述 计算的 L 和 d 值， 查得 ：油缸选用单级活塞双作用缸80800机构油缸选用多级活塞单作用缸380。  金陵科技学院学士学位论文                                                             参考文献  13 泵的计算与选型  常见的齿轮泵和活塞泵被分成两大类。齿轮泵通常是网眼外，在相同的体积，但低油压齿轮泵的大流量比活塞。最大的特点是液压活塞高（油压力范围为 16 35）和一个最低速度仍然生产满油可降低固定吊装时间。使用更多的灯上的齿轮泵，经常使用串联 经常在重型活塞泵中使用。  泵工作压力 64 式子里，油缸最大作用力， (N)；  A 油缸横截面积， (  则：  6m a x  油泵理论流量 计算   60（ 4 式子里， V 油缸最大工作容积（   按下式计算：  320m a x 104)( L S、 d 的单位均为 m；  t 举升时间， (s)，一般要求 t 20s，取 20t s；   液压泵容积效率 = 则：  2 L 泵排量 310mL/r                                 （ 4 式子里，油泵流量；  n 油泵额定转速。  金陵科技学院学士学位论文                                                             参考文献  14 取 力器速比 i ： 588.1i ；  油缸工作时发动机转速2200 则，油泵转速 er/么：  341 3 8 61 0 0    mL/r                     （ 4 泵功率 （ 4 式子里， p 油泵最大工作压力， (  油泵额定流量， (m3/s)；  t 油泵总效率t= 则：    油泵的选型  根据上述计算 P、  q 和 N 的值，查阅相关资料，选择  箱与油管的计算与选型  箱容积 一般油箱容积 要大于或者等于 全部工作油缸工作容积的三倍， 式子为 ：  3  那么 ： 2 L 设  管内径 由 326 10460 10  即：                 103                     式子里，  油泵理论流量；  V   管路中油的流速；高压管路中油的流速 s；低压管路中油的流速 12 V m/s。  金陵科技学院学士学位论文                                                             参考文献  15 则：  高压油管内径 压油管内径 上式 看出，并 选用 1030Q ，管接头形式为 A 型扣压式；低压回油管 我选 2040Q （ 液压油冬季选用 机械油，夏季 机械油。  金陵科技学院学士学位论文                                                             参考文献  16 总结  毕业，所以我可以加深一体化机械原理，液压，机械和材料工程知识，用专业的课程，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和扩大所学的知识。通过分析大量的设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉机械设计，开发和问题，解决问题的能力的一般规则。按照设计计算，图纸和使 用的技术标准，规范，设计指南，以及其他相关信息，全机械设计的基本技能培训。因此，它在我们的四年大学生活的一个重要而独特的地位。  金陵科技学院学士学位论文                                                             参考文献  17 参考文献  1 游亚戈，李伟，刘伟民，等 J2010， 34(14)： 1 2 蔡男，王世明 J2012(6)： 92 3  焦永芳，刘寅立 J2010(12)： 89 5 郑崇伟，贾本凯，郭随平，等 J2013， 35(8)： 1611 6 郑崇伟