基于CREO参数化的变压器储油柜支撑设计

黄先博 沈红艳

1.西门子变压器（武汉）有限公司 湖北武汉 430415 2.通用电气高压设备（武汉）有限公司 湖北武汉 430415

参数化设计是CREO重点强调的设计理念。变压器结构类型近似而尺寸多变，本文主要以变压器储油柜支撑的实例来介绍一下CREO参数化的设计方法。

1 变压器的结构简介

油浸式电力变压器的结构主要分为内部结构和外部结构。储油柜作为变压器油受温度影响的体积补偿容器，储油柜支撑则作为其支撑件。其受力形式一般为悬臂梁。

2 储油柜支撑布局的建立

使用CREO Notebook建立储油柜支撑的Layout，绘制储油柜支撑的草图，并设置输入参数如图1所示。

图1

3 储油柜支撑的模型建立

我们采用自顶向下的设计原则来构建我们的模型，这样更利于参数的传递，提高设计效率和三维模型的可靠性。

3.1 骨架模型的建立

建立起储油柜支撑的骨架模型，骨架模型包括一系列坐标点，坐标系，基准面，轴，平面，曲线等，以使其后的模型特征可以统一进行参考，避免模型的几何特征的互相参考而在参数传递时几何变化后造成参照缺失。骨架的信息还包括变压器油箱的几何尺寸和形状，储油柜的几何尺寸和形状以使储油柜支撑布置位置信息能有一个较为清晰的展现[1]。

3.1.1 骨架中油箱几何形状建立

首先对油箱进行建模，再次在CREO中建立参数，然后在模型关系中将尺寸与参数关联起来。

在骨架模型中设定关系式：

油箱内空净长度sd3=TKL 油箱内空净宽度sd4=TKW 油箱内空净高度sd5=TKH

通过上述参数和关系式，在骨架模型中创建了油箱的几何形状，此几何形状受参数控制。

建立储油柜的装配坐标系csys_oilc_asm，

并设定关系式：

Sd21=DCTCVCOC Sd22=DCTKCHOC Sd23=DCTKCTOC

3.1.2 储油柜信息的创建

储油柜是较为标准化的产品，其对于储油柜支撑的影响主要是其支撑间距，此处参数定义为DBF。另外储油柜的放置位置，直接影响到储油柜支撑的几何尺寸[2]。

3.2 储油柜支撑模型的建立

在储油柜支撑模型中首先装入步骤①a中建立的骨架模型。

对该储油柜支撑的三维模型和Notebook进行声明，使其参数进行关联传递。从而使得通过布局来控制几何模型的改变。

储油柜支撑按照图2所示的建立CREO 三维模型。图中绿色部分是6mm钢板的折弯件，两端面是8mm钢板，焊接之后形成一个整体，其可变参数为高度。黄色部分为槽钢，按照GB/T 706-2008选取型号为22b，可变参数为长度。褐色部分为变压器箱盖上的焊接角钢，便于绿色和黄色部分在运输时拆卸，其型号按照GB/T706-2008选取不等边角钢10/8，其可变参数为长度。储油柜两个支撑腿之间的间距固定为DBT。

综上，储油柜的几何尺寸与参数的对应关系如下：

a、箱盖上焊接角钢长度：

d64：0=POS_SUP_OILC

b、槽钢长度：

d64：6=DCTKCHOC-（TKL/2+120（油箱内壁至箱盖边沿尺寸））+POS_SUP_OILC+275。

图2

c、绿色部分支撑件高度：

d14：3=DTCVCOC-100（角钢高度）-220（槽钢高度）-900（储油柜中心距离其支撑下表面距离）。

我们通过上述关系式和参数控制储油柜支撑的几何尺寸和装配位置。这样我们在输入图1所列参数信息后，就可以控制储油柜支撑的模型的几何尺寸，实现参数化设计的理念[3]。

4 结语

综上，建立骨架，建立整体和局部布局，建立三维模型和工程图纸，我们可以充分利用CREO参数化设计理念来完成草图设计、尺寸驱动修改几何模型的功能，来完成产品系列化和多方案的设计，以使我们的设计工作更加高效、简洁。储油柜支撑是整个变压器结构设计中的一个部件，变压器的结构还包括线圈、器身、铁芯等内部复杂的结构件，油箱、箱盖、升高座、散热器、储油柜、联管等其它外部结构件。如果使用CREO的program和drawing program功能来完成更多条件的判断和执行以及工程图纸的参数化和智能化的输出，配合CREO的Toolkit或者其它软件进行协作设计，则可以完成更加复杂的变压器整体方案的设计，从而较大程度的缩短整个变压器的设计周期，降低变压器的设计成本，提高产品的竞争力。