变压器升高座圆筒展开图参数化设计----杨青

1变压器升高座圆筒展开图参数化绘图设计四川化工高级技工学校杨青摘要本文讨论了在AutoCAD中使用LISP语言开发变压器升高座的展开图参数化绘图设计，通过OpenDCL对话框输入设计参数，建立数学模型求解，并使其焊缝位置放置到不易看见的部位。提高了变压器升高座的展开图的设计效率，具有较好的实际使用价值和推广意义。关键词展开图AutoCAD二次开发参数化绘图设计1．引言在当今生产条件下，AutoCAD软件在绘图方面扮演着重要角色，具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。其二次开发却也是有着巨大潜力，特别是对实现自动绘图有着重要意义。在变压器生产过程中，升高座圆筒往往采用切割成形的方法来制造，而采用普通的CAD图纸设计会面临一些问题：对于不同参数的圆筒展开图的绘制每次都会花费大量的时间进行分析和计算，效率较低；常见的圆筒升高座展开图的形状用近似的方法求点作图，不能达到较高的精度要求；而且圆筒的厚度对精度的影响也是很大的。对于解决上述问题我们可以采用AutoCAD二次开发设计一个系统性的软件，通过OpenDCL软件设计对话框，对其各个参数及要求的设置以符合实际生产要求。2.程序设计与实施2.1设计思路基本思想是顺序循环绘制。利用标注样式及图层设置，编制Autolisp程序设置好的绘图环境，将圆周等分多段，描点并使用直线连接及图形的标注，多次循环执行完成图形绘制。由于升高座是焊接成型的，所以不需要预留边界余量，为了设计美观，将其焊缝设置在变压器的背面。在设计程序时候为了让用户便于使用，使用Opendcl设计出基于AutoCAD的自动绘图界面，直接输入相关参数就可以连接程序通过AutoCAD绘出图形。2.2公式推导对于任意的圆柱，用任意一个截面截得该圆筒所得到的平面为椭圆形状。我们在对该椭圆上点的坐标的计算采用向量的合成的方法，而重要的就是要确定该椭圆长轴方向。对于直立圆柱向右倾斜β角度，用水平面截得椭圆，以该椭圆长轴向前倾斜λ角度，最后得到圆筒2轴线与水平面夹角α如图(1)所示：图1向左前方倾斜图2向右前方倾斜已知角度β、为了得到角度α的大小，可以简化如图(3)、图(4)所示：图3向左前方倾斜轴线OP方向图4向右前方倾斜轴线OP方向其中OP为圆筒轴线方向，圆筒长度为L，即：cotsintansincosaLBCaLABaLBPLOP由直角三角形边长关系：222BCABBP得到：22tantan1tana(1)已知升高座圆筒直径D、轴线长度为L、由(1)式计算得到合成倾角为。升高座的截面如下图所示：3图5升高座示意图角度转换为弧度：180180180底面外圆上点yxE,的坐标方程为：222)(RyRx(其中R为圆筒半径：R=D/2)其参数方程为：sin)cos1(RyRx(2)弧长：REF当AB长度为：aRLtan圆筒下方椭圆截面对应的点的高度公式为：aRaxhtan)cos1(tan(3)则展开图上该点的坐标公式为：aRyRxtan)cos1((4)为了升高座成形美观，将焊接位置设在变压器背面，故需要在计算时加上初始角度0。当升高座向左倾斜时：)2(0当升高座向右倾斜时：)2(0通过圆周等分数N确定的单位角度4Nave2再计算椭圆上各点对应的角度0stepave(step为循的步数)得到),(yxE点坐标，根据公式(3)得到E对应点的高度h，循环执行N次完成自动绘制期望的展开图。根据用户的要求可以自行设置参数，通常对于内径精度要求较高的时候，以圆筒内径计算，通常以外径计算即可。2.3程序流程根据程序设计思路，确定该升高座展开图绘制的程序流程图如下：图6程序流程图3.展开图绘制实例该软件是基于AutoCAD的自动绘图软件，适用于AutoCAD2004及以上的版本，用Opendcl制作如下图所示的对话框，需要设置升高座直径、高度、倾斜角度的参数，点击绘制即可绘制出符合要求的展开图图形。也可以修改相关参数后点击再次绘制，或者点击“退出”按钮退出对话框。开始输入参数Step=1Step=5N绘制轮廓线step=step+1Rem(step5)=0标注结束否是否是5图7参数设置界面输入如上图所示的参数，点击“绘制”将得到的升高座展开图如下图所示：图8展开图绘制结果4．结束语本文就变压器升高座展开图的绘制进行分析，使用Autolisp编制程序，结合OpenDCL设计窗口，实现自动绘制的功能。为设计及生产提供了简单、高效的工具，不针对AutoCAD熟练程度作要求。参考文献[1]王永辉.AutoCAD二次开发方法的研究[J].计算机系统应用,2007.[2]曹金升.浅谈低磁钢升高座焊后变形的预防与控制[J].中国科技投资,2012.[3]李象军.自动绘制升高座筒壁多类型展开图的AutoCAD二次开发软件[J].变压器,2009.65．作者简介杨青，四川金堂人，女，就职于四川化工高级技工学校。