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风电增速箱行星齿轮锥形内孔的磨削与检测

机械传动 2011年第6期35卷 86-87,47页

作者：李滨琳贾继华包文杭州前进齿轮箱集团股份有限公司齿轮厂浙江杭州311203

风电增速箱行星齿轮锥孔作为双列圆锥滚子轴承的外圈使用,尺寸精度要求高,加工和测量难度大。通过设计制造专用量具、优化工艺方案,成功解决了锥孔的磨削和测量难题。

关键词：风电增速箱锥孔测量专用量具

风电增速箱滚动轴承—平行齿轮耦合转子系统动力学特性研究

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风电增速箱滚动轴承—平行齿轮耦合转子系统动力学特性研究

作者：蔡颖颖东北大学

学位级别：硕士

风能作为一种清洁可再生能源已在全球范围内得到了厂泛应用。增速箱是风力发电机中的重要部件之一,因此其性能表现对风力发电机有很大影响。本论文以某型1.5MW风力机增速箱为对象,深入研究风电增速箱中非线性轴承力作用下的轴承-转子系... 详细信息

风能作为一种清洁可再生能源已在全球范围内得到了厂泛应用。增速箱是风力发电机中的重要部件之一,因此其性能表现对风力发电机有很大影响。本论文以某型1.5MW风力机增速箱为对象,深入研究风电增速箱中非线性轴承力作用下的轴承-转子系统耦合运动机理,揭示风电增速箱中转子运动与非线性轴承力作用下的内在联系。首先建立了滚动轴承-单盘偏置转子系统动力学模型。以风电增速箱高速齿轮轴为研究对象,利用数值方法分析了不同工况下单盘偏置转子-轴承系统的非线性动力学响应,并讨论球轴承、轴承间隙、轴承滚动体数目等参数对系统非线性响应的影响,分析了不同齿轮偏置位置时系统的动力学特性的变化情况。随后对滚动轴承-平行齿轮耦合转子系统进行了动力学特性研究。将风电增速箱中高速齿轮轴与中间齿轮轴简化成集中质量模型,建立了滚动轴承-平行齿轮轴耦合转子系统动力学模型,用数值方法分析了平行齿轮轴转子系统的非线性响应,讨论了齿侧间隙,齿轮啮合刚度以及载荷大小等因素对系统动力学响应的影响。最后对风电增速箱传动系统动力学特性进行了有限元分析。将轴承刚度考虑为线性支承刚度后计算了各滚动轴承支承刚度的值;采用静态接触求解了中间齿轮与高速齿轮副综合啮合刚度,分析了增速箱整机模态。然后基于Abaqus/Explicit显式动态有限元法对高速级齿轮副动力学响应情况进行了分析。

关键词：风电增速箱滚动轴承平行轴齿轮转子非线性响应啮合力

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风电增速箱动态响应预估及疲劳可靠性分析

风电增速箱动态响应预估及疲劳可靠性分析

作者：郭松龄重庆大学

学位级别：硕士

风电增速箱作为风力发电机组中的核心部件,其综合性能直接影响整个风电机组的使用可靠性。由于风电增速箱常年在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用下工作,故障率较高,这对增速箱的动态特性及运行可靠性提出了较高的要求。因此,开展风... 详细信息

风电增速箱作为风力发电机组中的核心部件,其综合性能直接影响整个风电机组的使用可靠性。由于风电增速箱常年在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用下工作,故障率较高,这对增速箱的动态特性及运行可靠性提出了较高的要求。因此,开展风电增速箱动态特性及疲劳可靠性分析对提高增速箱的综合性能具有重要的理论意义和工程实用价值。本文以风电增速箱为研究对象,进行动态传动误差分析、振动响应预估、疲劳寿命计算及疲劳可靠性分析。论文主要的研究工作如下:(1)在计算各轴承支承刚度、齿轮副时变啮合刚度、静态传递误差等参数的基础上,建立风电齿轮传动系统的弯-扭-轴集中参数耦合动力学模型,求解系统振动微分方程,得到各传动件的振动响应,进而求得各级齿轮副的动态传动误差及动态啮合力。(2)利用ANSYS软件构建增速箱的传动系统-箱体耦合动力学模型,通过模态分析得出其固有频率及振型,在此基础上施加动态啮合力,采用模态叠加法对增速箱进行动态响应预估,得出各评价点的振动响应;进而在风电增速箱动态性能试验台架上进行振动测试,验证仿真结果的准确性。(3)采用双参数雨流计数法对风电增速箱实测载荷时间序列进行疲劳载荷谱编制,以增速箱输出级齿轮副及行星架为研究对象,根据GL规范计算构件材料的S-N曲线,而后基于Palmgren-Miner理论,采用FE-SAFE软件对各构件进行疲劳寿命预估,并研究了表面粗糙度、载荷等因素对疲劳寿命的影响规律。(4)基于应力-强度干涉理论,采用二阶矩法计算了风电传动系统中各齿轮副弯曲疲劳及接触疲劳的可靠性,并分析了可靠性对基本变量的灵敏度,而后采用蒙特卡洛法计算了各级行星架的静强度可靠性,在此基础上建立了传动系统的疲劳可靠性分析模型,并计算了传动系统的疲劳可靠性。

关键词：风电增速箱动态传动误差动态响应疲劳寿命疲劳可靠性

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风电增速箱非线性振动噪声分析及动力优化

风电增速箱非线性振动噪声分析及动力优化

作者：孟令宽重庆大学

学位级别：硕士

增速齿轮箱是风力发电机重要的传动部件。由于机组工作环境恶劣、可维性差，对齿轮箱提出了高可靠性、长寿命等性能要求，而齿轮传动系统的非线性振动特性在一定程度上反映了齿轮箱的综合性能，因此，开展风电增速箱振动噪声分析和动力... 详细信息

增速齿轮箱是风力发电机重要的传动部件。由于机组工作环境恶劣、可维性差，对齿轮箱提出了高可靠性、长寿命等性能要求，而齿轮传动系统的非线性振动特性在一定程度上反映了齿轮箱的综合性能，因此，开展风电增速箱振动噪声分析和动力优化方法研究，对解决其减振降噪问题具有重要理论意义和工程应用价值。论文课题来源于国家科技支撑计划项目。综合运用齿轮啮合原理、非线性振动理论以及优化设计方法，对风电增速齿轮箱进行非线性振动噪声分析及动态响应优化。本文的主要研究工作如下：①在ANSYS软件中，建立了风电增速箱动力有限元分析模型，采用分块Lanczos法进行模态分析，得出增速箱的固有频率及固有振型;考虑时变啮合刚度、阻尼、齿侧间隙、传动误差等非线性因素，通过数值模拟得到齿轮系统刚度激励、误差激励及冲击激励等内部激励，运用完全法对齿轮系统进行非线性动态响应分析，得出增速箱振动位移、振动速度及振动加速度。②根据风电增速箱的动态响应计算结果，提取箱体外表面上节点时域振动位移，经过傅里叶变换转换成频域响应，以此为边界条件在SYSNOISE中建立箱体声学边界元分析模型，采用直接边界元法进行辐射噪声预估，得出箱体表面的声压云图及外声场场点的辐射噪声。③以增速箱箱体结构参数为设计变量、箱体体积为状态变量、箱体表面加速度均方根值为目标函数，构建风电增速箱动力优化模型，采用一阶优化方法进行增速箱动态响应优化，求解得到设计变量最优解，并对优化设计后增速箱的静强度及振动特性进行评价。

关键词：风电增速箱振动分析噪声预估有限元法与边界元法响应优化

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两级行星一级平行轴风电增速箱装配工艺研究

机械传动 2015年第11期39卷 161-163页

作者：邹俊伟黄俊琼游静湖南南方宇航高精传动有限公司湖南株洲412000

风电增速箱装配工艺优劣对风电增速箱装配质量具有决定性影响,对提高风电增速箱的可靠性具有重要意义。针对两级行星一级平行轴风电增速箱关于行星轮组件、行星轮轴承轴向游隙保证及测量、后箱体上下箱体合箱后端面平面度保证3个装配工... 详细信息

风电增速箱装配工艺优劣对风电增速箱装配质量具有决定性影响,对提高风电增速箱的可靠性具有重要意义。针对两级行星一级平行轴风电增速箱关于行星轮组件、行星轮轴承轴向游隙保证及测量、后箱体上下箱体合箱后端面平面度保证3个装配工艺难点问题,先对行星轮组件各零件配合关系、行星轮轴承轴向游隙控制原理、后箱体结构进行深入分析,再提出工艺解决方案,最后验证工艺方案。

关键词：风电增速箱装配工艺轴向游隙行星轮组件

基于DSP和3G的风电增速箱故障监测系统研究

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机床与液压 2017年第9期45卷 175-179页

作者：汪科吴勇湖南铁道职业技术学院湖南株洲412000 湖南大学湖南长沙410012

以风力发电机的增速箱为研究对象,选用TMS320F28335数字信号处理器(DSP)和3G无线通信模块EM820W搭建硬件平台,设计一种嵌入式的在线实时故障监测系统。该系统利用DSP实现对风电增速箱的数据采集、存储和数据信号的分析等功能,而EM820W... 详细信息

以风力发电机的增速箱为研究对象,选用TMS320F28335数字信号处理器(DSP)和3G无线通信模块EM820W搭建硬件平台,设计一种嵌入式的在线实时故障监测系统。该系统利用DSP实现对风电增速箱的数据采集、存储和数据信号的分析等功能,而EM820W无线通信模块则实现数据的无线通信传输功能,将DSP分析的结果和采集的原始数据传送到上位机,从而实现对风电增速箱的远程在线诊断与监测功能,监测增速箱的工作状况。

关键词：风电增速箱 DSP 3G通信故障监测

基于图形符号表示的行星齿轮机构分析方法及其在风电增速箱多级行星传动均载性能的研究

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基于图形符号表示的行星齿轮机构分析方法及其在风电增速箱多级行...

作者：杨士男华东交通大学

学位级别：硕士

拓扑理论是研究、分析及创新行星齿轮机构的基础,在过去的拓扑理论的研究过程中,由于对行星齿轮机构的拓扑图形进行高度抽象及元素过度弱化,致使在拓扑图形上无法明确地反映出行星齿轮机构中各构件之间的关系及各构件的区分度相对模糊,... 详细信息

拓扑理论是研究、分析及创新行星齿轮机构的基础,在过去的拓扑理论的研究过程中,由于对行星齿轮机构的拓扑图形进行高度抽象及元素过度弱化,致使在拓扑图形上无法明确地反映出行星齿轮机构中各构件之间的关系及各构件的区分度相对模糊,并且对行星齿轮机构的拓扑同构和拓扑运动学问题的分析较为复杂。而风力发电增速箱是典型的多级行星齿轮传动,但由于风速的随机性,在强阵风冲击的交变载荷条件下,致使各行星轮上的载荷分配难以均衡,引起振动与噪声,严重影响风力机的可靠性和使用寿命。针对上述问题,本文对行星齿轮机构的图形符号表示以及风力发电增速箱多级行星齿轮均载特性进行了以下方面的研究:(1)行星齿轮机构的图形符号表示。针对现有的各种图形表示法对行星齿轮机构的整体结构特征、运动特性以及构件区分度描述的模糊问题,定义了能够更加清晰地描述行星齿轮机构结构拓扑模型和运动拓扑模型的图形符号,并提出了完善地拓扑演变方式,结合实例分析了该图形表示法的有效性。(2)基于图形符号表示的多级行星齿轮机构构型及同构判别分析。基于所提出图形符号表示法,将行星齿轮机构的结构拓扑模型转换成邻接矩阵进行表示,建立了行星齿轮机构与邻接矩阵的一一对应关系,将多级行星齿轮机构的构型设计转化为矩阵的运算问题,通过拓扑反演推出多级行星齿轮机构构型方案的结构简图,同时,进一步地提出一种判别多级行星齿轮机构构型方案之间是否同构的方法—Hamming矩阵法,通过实例,将其与经典的特征值和特征向量法进行对比分析,验证该方法的准确性。(3)变风载下多级行星齿轮传动系统的均载特性分析。本文以风电增速箱两级行星齿轮传动加一级平行轴齿轮传动为研究对象,首先,采用双参数威布尔分布风速模型模拟实际风场的风速,获得了由随机风载荷引起的时变输入转矩并以此作为传动系统的外部激励。然后,在考虑轮齿啮合误差、啮合刚度和啮合阻尼等因素下,采用集中参数法,建立了传动系统的动力学模型,利用拉格朗日方程推导出齿轮传动系统的动力学微分方程,并给出矩阵参数的表达形式。最后,利用动力学均载系数评价该传动系统的均载特性,通过对所建立的二阶系统微分方程降阶,在综合考虑外部激励和内部激励的基础上,借助数值分析方法分别仿真分析了系统在额定输入转速和时变输入转速下的各行星齿轮副的均载系数。(4)最后总结了全文,对本文研究工作的不足之处进行归纳,对后续可能的研究方向进行展望。

关键词：图形符号模型行星齿轮传动构型分析风电增速箱均载特性