基于CREO參數(shù)化的變壓器儲(chǔ)油柜支撐設(shè)計(jì)

黃先博 沈紅艷

1.西門子變壓器（武漢）有限公司 湖北武漢 430415 2.通用電氣高壓設(shè)備（武漢）有限公司 湖北武漢 430415

參數(shù)化設(shè)計(jì)是CREO重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的設(shè)計(jì)理念。變壓器結(jié)構(gòu)類型近似而尺寸多變，本文主要以變壓器儲(chǔ)油柜支撐的實(shí)例來(lái)介紹一下CREO參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法。

1 變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)主要分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)油柜作為變壓器油受溫度影響的體積補(bǔ)償容器，儲(chǔ)油柜支撐則作為其支撐件。其受力形式一般為懸臂梁。

2 儲(chǔ)油柜支撐布局的建立

使用CREO Notebook建立儲(chǔ)油柜支撐的Layout，繪制儲(chǔ)油柜支撐的草圖，并設(shè)置輸入?yún)?shù)如圖1所示。

圖1

3 儲(chǔ)油柜支撐的模型建立

我們采用自頂向下的設(shè)計(jì)原則來(lái)構(gòu)建我們的模型，這樣更利于參數(shù)的傳遞，提高設(shè)計(jì)效率和三維模型的可靠性。

3.1 骨架模型的建立

建立起儲(chǔ)油柜支撐的骨架模型，骨架模型包括一系列坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)系，基準(zhǔn)面，軸，平面，曲線等，以使其后的模型特征可以統(tǒng)一進(jìn)行參考，避免模型的幾何特征的互相參考而在參數(shù)傳遞時(shí)幾何變化后造成參照缺失。骨架的信息還包括變壓器油箱的幾何尺寸和形狀，儲(chǔ)油柜的幾何尺寸和形狀以使儲(chǔ)油柜支撐布置位置信息能有一個(gè)較為清晰的展現(xiàn)[1]。

3.1.1 骨架中油箱幾何形狀建立

首先對(duì)油箱進(jìn)行建模，再次在CREO中建立參數(shù)，然后在模型關(guān)系中將尺寸與參數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái)。

在骨架模型中設(shè)定關(guān)系式：

油箱內(nèi)空凈長(zhǎng)度sd3=TKL 油箱內(nèi)空凈寬度sd4=TKW 油箱內(nèi)空凈高度sd5=TKH

通過(guò)上述參數(shù)和關(guān)系式，在骨架模型中創(chuàng)建了油箱的幾何形狀，此幾何形狀受參數(shù)控制。

建立儲(chǔ)油柜的裝配坐標(biāo)系csys_oilc_asm，

并設(shè)定關(guān)系式：

Sd21=DCTCVCOC Sd22=DCTKCHOC Sd23=DCTKCTOC

3.1.2 儲(chǔ)油柜信息的創(chuàng)建

儲(chǔ)油柜是較為標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，其對(duì)于儲(chǔ)油柜支撐的影響主要是其支撐間距，此處參數(shù)定義為DBF。另外儲(chǔ)油柜的放置位置，直接影響到儲(chǔ)油柜支撐的幾何尺寸[2]。

3.2 儲(chǔ)油柜支撐模型的建立

在儲(chǔ)油柜支撐模型中首先裝入步驟①a中建立的骨架模型。

對(duì)該儲(chǔ)油柜支撐的三維模型和Notebook進(jìn)行聲明，使其參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)傳遞。從而使得通過(guò)布局來(lái)控制幾何模型的改變。

儲(chǔ)油柜支撐按照?qǐng)D2所示的建立CREO 三維模型。圖中綠色部分是6mm鋼板的折彎件，兩端面是8mm鋼板，焊接之后形成一個(gè)整體，其可變參數(shù)為高度。黃色部分為槽鋼，按照GB/T 706-2008選取型號(hào)為22b，可變參數(shù)為長(zhǎng)度。褐色部分為變壓器箱蓋上的焊接角鋼，便于綠色和黃色部分在運(yùn)輸時(shí)拆卸，其型號(hào)按照GB/T706-2008選取不等邊角鋼10/8，其可變參數(shù)為長(zhǎng)度。儲(chǔ)油柜兩個(gè)支撐腿之間的間距固定為DBT。

綜上，儲(chǔ)油柜的幾何尺寸與參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

a、箱蓋上焊接角鋼長(zhǎng)度：

d64：0=POS_SUP_OILC

b、槽鋼長(zhǎng)度：

d64：6=DCTKCHOC-（TKL/2+120（油箱內(nèi)壁至箱蓋邊沿尺寸））+POS_SUP_OILC+275。

圖2

c、綠色部分支撐件高度：

d14：3=DTCVCOC-100（角鋼高度）-220（槽鋼高度）-900（儲(chǔ)油柜中心距離其支撐下表面距離）。

我們通過(guò)上述關(guān)系式和參數(shù)控制儲(chǔ)油柜支撐的幾何尺寸和裝配位置。這樣我們?cè)谳斎雸D1所列參數(shù)信息后，就可以控制儲(chǔ)油柜支撐的模型的幾何尺寸，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的理念[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，建立骨架，建立整體和局部布局，建立三維模型和工程圖紙，我們可以充分利用CREO參數(shù)化設(shè)計(jì)理念來(lái)完成草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改幾何模型的功能，來(lái)完成產(chǎn)品系列化和多方案的設(shè)計(jì)，以使我們的設(shè)計(jì)工作更加高效、簡(jiǎn)潔。儲(chǔ)油柜支撐是整個(gè)變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)部件，變壓器的結(jié)構(gòu)還包括線圈、器身、鐵芯等內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，油箱、箱蓋、升高座、散熱器、儲(chǔ)油柜、聯(lián)管等其它外部結(jié)構(gòu)件。如果使用CREO的program和drawing program功能來(lái)完成更多條件的判斷和執(zhí)行以及工程圖紙的參數(shù)化和智能化的輸出，配合CREO的Toolkit或者其它軟件進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)，則可以完成更加復(fù)雜的變壓器整體方案的設(shè)計(jì)，從而較大程度的縮短整個(gè)變壓器的設(shè)計(jì)周期，降低變壓器的設(shè)計(jì)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。