应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学建模及解耦方法

作     者：唐浩 谭建军 李浩 朱才朝 叶伟 孙章栋 TANG Hao;TAN Jianjun;LI Hao;ZHU Caichao;YE Wei;SUN Zhangdong

作者机构：重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 重庆望江工业有限公司江苏分公司盐城224100 湖北汽车工业学院机械工程学院十堰442002 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第4期

页      面：591-601页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4201100) 重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(CSTB2022TIAD-KPX0051) 国家海上风力发电工程技术研究中心开放基金(HSFD22005) 

主　　题：风电齿轮箱 行星轮系 滑动轴承 动力学 

摘      要：在行星轮系动力学建模中,常以非线性油膜力或线性刚度-阻尼形式考虑其对系统动力学特性的影响,前者仿真精度高但计算成本也高,后者计算效率高却忽略了油膜力和轴颈-轴套偏心量的时变性,仿真精度有限。为此,以2MW级风电齿轮箱为研究对象,建立滑动轴承时变线性刚度-阻尼模型,提出计入轴颈-轴套时变偏心量的滑动轴承附加偏心修正力计算方法;利用行星架销轴-行星轮变形协调关系,将时变线性刚度-阻尼模型与附加偏心修正力进行耦合;建立应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学模型,对比了工况和轴承参数对模型计算精度与系统动态响应的影响,并通过试验加以验证。研究结果表明,齿轮副动态啮合力波动会使滑动轴承刚度-阻尼系数和附加偏心修正力产生周期性变化;在稳定和瞬态工况下,提出的模型可以很好地预测系统响应,尤其是行星轮振动响应;减小滑动轴承宽径比与间隙、增大输入转矩可以改善系统均载性能。