基于CREO參數化的變壓器儲油柜支撐設計

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.通用電氣高壓設備（武漢）有限公司 湖北武漢 430415

參數化設計是CREO重點強調的設計理念。變壓器結構類型近似而尺寸多變，本文主要以變壓器儲油柜支撐的實例來介紹一下CREO參數化的設計方法。

1 變壓器的結構簡介

油浸式電力變壓器的結構主要分為內部結構和外部結構。儲油柜作為變壓器油受溫度影響的體積補償容器，儲油柜支撐則作為其支撐件。其受力形式一般為懸臂梁。

2 儲油柜支撐布局的建立

使用CREO Notebook建立儲油柜支撐的Layout，繪制儲油柜支撐的草圖，并設置輸入參數如圖1所示。

圖1

3 儲油柜支撐的模型建立

我們采用自頂向下的設計原則來構建我們的模型，這樣更利于參數的傳遞，提高設計效率和三維模型的可靠性。

3.1 骨架模型的建立

建立起儲油柜支撐的骨架模型，骨架模型包括一系列坐標點，坐標系，基準面，軸，平面，曲線等，以使其后的模型特征可以統一進行參考，避免模型的幾何特征的互相參考而在參數傳遞時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，儲油柜的幾何尺寸和形狀以使儲油柜支撐布置位置信息能有一個較為清晰的展現[1]。

3.1.1 骨架中油箱幾何形狀建立

首先對油箱進行建模，再次在CREO中建立參數，然后在模型關系中將尺寸與參數關聯起來。

在骨架模型中設定關系式：

油箱內空凈長度sd3=TKL 油箱內空凈寬度sd4=TKW 油箱內空凈高度sd5=TKH

通過上述參數和關系式，在骨架模型中創建了油箱的幾何形狀，此幾何形狀受參數控制。

建立儲油柜的裝配坐標系csys_oilc_asm，

并設定關系式：

Sd21=DCTCVCOC Sd22=DCTKCHOC Sd23=DCTKCTOC

3.1.2 儲油柜信息的創建

儲油柜是較為標準化的產品，其對于儲油柜支撐的影響主要是其支撐間距，此處參數定義為DBF。另外儲油柜的放置位置，直接影響到儲油柜支撐的幾何尺寸[2]。

3.2 儲油柜支撐模型的建立

在儲油柜支撐模型中首先裝入步驟①a中建立的骨架模型。

對該儲油柜支撐的三維模型和Notebook進行聲明，使其參數進行關聯傳遞。從而使得通過布局來控制幾何模型的改變。

儲油柜支撐按照圖2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，焊接之后形成一個整體，其可變參數為高度。黃色部分為槽鋼，按照GB/T 706-2008選取型號為22b，可變參數為長度。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輸時拆卸，其型號按照GB/T706-2008選取不等邊角鋼10/8，其可變參數為長度。儲油柜兩個支撐腿之間的間距固定為DBT。

綜上，儲油柜的幾何尺寸與參數的對應關系如下：

a、箱蓋上焊接角鋼長度：

d64：0=POS_SUP_OILC

b、槽鋼長度：

d64：6=DCTKCHOC-（TKL/2+120（油箱內壁至箱蓋邊沿尺寸））+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（儲油柜中心距離其支撐下表面距離）。

我們通過上述關系式和參數控制儲油柜支撐的幾何尺寸和裝配位置。這樣我們在輸入圖1所列參數信息后，就可以控制儲油柜支撐的模型的幾何尺寸，實現參數化設計的理念[3]。

4 結語

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參數化設計理念來完成草圖設計、尺寸驅動修改幾何模型的功能，來完成產品系列化和多方案的設計，以使我們的設計工作更加高效、簡潔。儲油柜支撐是整個變壓器結構設計中的一個部件，變壓器的結構還包括線圈、器身、鐵芯等內部復雜的結構件，油箱、箱蓋、升高座、散熱器、儲油柜、聯管等其它外部結構件。如果使用CREO的program和drawing program功能來完成更多條件的判斷和執行以及工程圖紙的參數化和智能化的輸出，配合CREO的Toolkit或者其它軟件進行協作設計，則可以完成更加復雜的變壓器整體方案的設計，從而較大程度的縮短整個變壓器的設計周期，降低變壓器的設計成本，提高產品的競爭力。