机械设计

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右，达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与Kalina 系统相吻合。 技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ，蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前，地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

一种对称轮风力发电机组,其特点是包括:一发电机舱内垂直安装的发电机,发电机的轴端与中心动力轴固连,在发电机舱顶部固连有钢塔;设有若干个风力机,风力机由转向相反的前,后叶片风轮,和在前,后叶片风轮的各自轴端分别安装有锥齿轮a,b组成;在钢塔上至少设置一个与钢塔中心对称的水平桁架及其风向调整机构;风力机对称设置于水平桁架两端,风力机前,后叶片风轮轴端的锥齿轮a,b分别与固定于风轮动力轴上的锥齿轮c,d相啮合,在风轮动力轴上安装的齿轮与中心动力轴传动机构的双面齿盘相啮合;风力机置于钢塔顶部设置的调向转盘上;在钢塔上设有调向转盘风向调整机构.具有结构简单,能够充分利用风能,发电成本低,发电量大等优点.

分段式永磁同步电机转子结构，包括转轴，转子铁心，永磁体，转子极靴，前端板和后端板；两个端板之间设有多个转子隔板，转子极靴之间相互独立，转子极靴与转子隔板在轴向间隔分布，转子隔板将转子沿轴向分隔为多个转子单元，每个转子单元中转子极靴的两个端面分别与相邻的转子隔板的端面贴紧，每个转子单元中转子极靴对应于永磁体；转子隔板上设有允许永磁体贯穿的通孔，前端板、转子极靴、转子隔板和后端板贯穿有极靴拉紧螺栓，极靴拉紧螺栓在轴向锁紧左后端板和左后端板之间的转子极靴与转子隔板；转子隔板的通孔的拐角处为弧线过渡，永磁体和转子隔板上的永磁体通孔之间有间隙。本发明具有机械强度高，适用于高速旋转电机的优点。

本实用新型二级动摆混沌振动电机涉及一种具有特殊惯性激振能力的振动电机，特别是一种具有二级 动摆结构的混沌振动电机，属于振动利用工程技术领域。包括电动机部分和二级动摆组件；电动机部分包 括定子、机壳、轴承座、轴承一、转子轴和压盖；二级动摆组件在转子轴左、右两端呈对称分布，二级动 摆组件包括定摆、一级动摆、二级动摆、轴和轴承；二级动摆组件安装于转子轴轴端部分，定摆通过平键 固结于转子轴；一级动摆与定摆之间装有轴套，一级动摆通过轴承二与转子轴相铰接，一级动摆下部装有 二级摆轴；二级动摆通过轴承三与二级摆轴相铰接。所述定摆、一级动摆、二级动摆的质量比一般为 5∶3.5∶1.5。所述机壳两端轴承座上分别装有动摆组件罩。

制造永磁电机转子的方法，包括制作转轴、永磁体、前端盖、后端盖、和磁轭单元，磁轭单元包括多个极靴部和一个铁心部，极靴部围绕铁心部设置；每个极靴部与铁心部之间通过一对连接条带连接；制成的转子隔板，转子隔板上设有允许永磁体贯穿的永磁体通孔；所有磁轭单元的定位孔与转子隔板的永磁体通孔对位形成永磁体通道；将永磁体插入永磁体通道内；插入拉紧螺栓分别用拉紧螺栓的两端连接螺母锁紧磁轭单元和转子隔板，磁轭单元上的连接条带相互重叠；将每个连接条带的中间部分切除，极靴部叠合形成转子极靴，铁心部叠合形成转子铁心；前后两段分别固定安装前端板和后端板。本发明具有能够制造出机械强度高，适用于高速旋转永磁电机的优点。

铁氧体永磁磁阻同步电机，采用铁氧体永磁替代稀土永磁，材料成本降低20[%]，铁氧体材料价格稳定，有利于产品的成本控制。效率大于95[%], 额定转速1500r/min-8000r/min,额定功率1kW-5kw，可用于家电、园林机械等的驱动控制。

超高效系列稀土永磁同步电机, 效率为95[%]-97[%], 额定转速1500r/min-8000r/min,额定功率1kW-5kw，可用于电动汽车电动空调、家用变频空调、变频洗衣机、园林机械等的驱动控制。