风电齿轮箱故障诊断实例分析

介绍了以齿轮箱振动分析为主要手段的风电齿轮箱故障诊断方法,并通过齿面接触磨损分析和齿轮箱润滑油液分析等辅助手段,对风电齿轮箱的故障点进行分析诊断。并以某风电厂某台风力发电机组的齿轮箱故障诊断为例,对风电齿轮箱故障诊断方法进行实例分析。     

面向风电齿轮箱油温超限故障的热网络模型及其节点温度计算方法研究

风电齿轮箱油温超限是风力发电场中发生频率较高的故障。针对该问题,在分析风电齿轮箱结构、运行控制策略的基础上,研究了风电齿轮箱内部及其外循环冷却系统的热力学行为,构建了风电齿轮箱热网络模型。该模型中,各节点温度由所建立的瞬态温度和稳态温度热力学方程组计算确定。结合风电齿轮箱的热力学行为,研究了热力学方程组中热量计算模型和热交换中节点间的热阻计算方法,形成了风电齿轮箱热网络模型计算流程。应用热网络模型及其计算流程,仿真计算了某1.5 MW风电齿轮箱实际工况下的齿轮箱油温、高速级HSS-A B C轴承温度和齿轮箱入口油温。对比了仿真计算值和实测值,结果表明热网络模型应用于风电齿轮箱油温超限具有有效性。计算值和实测值的误差分析也为进一步精细建模提供了方向。     

风力发电机齿轮箱传动系统振动的动力学建模

由于风电齿轮箱传动系统变载变速的特点,使得风电齿轮箱传动系统长期处于较为复杂的变载荷作用下而产生振动,这些振动将会引起齿轮箱传动系统内部结构的损坏。将风电齿轮箱传动系统分解为三级齿轮传动,采用集中质量参数法,在综合考虑齿轮啮合刚度、齿轮啮合误差以及支撑轴承非线性等因素的共同影响下,建立了具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱齿轮-传动轴-轴承系统耦合的非线性动力学模型,利用拉格朗日方程推导了整个风电齿轮箱传动系统的动力学方程,并利用Runge-Kutta对其进行了动力学分析。     

大型风电齿轮箱耦合固有特性仿真分析

风电齿轮箱是风电机组的重要组成部分,其振动特性会影响整个机组的运行,因此研究齿轮箱系统的固有特性具有重要意义。在大型风电齿轮箱三维实体模型的基础上,采用弹簧模拟轴承的方式把传动系统和箱体耦合起来,建立该齿轮箱齿轮—传动轴—轴承—箱体系统耦合非线性动力学有限元模型,运用Lanczos法对齿轮箱系统进行耦合模态分析得到系统固有频率和固有振型。通过计算齿轮啮合频率分析得出齿轮箱系统在高阶振型中产生共振现象,为大型风电齿轮箱的优化设计提供理论依据。     

风电齿轮箱常见故障及原因分析

根据多年风电齿轮箱制造、检修经验,总结了风电齿轮箱常见故障,并对各种失效形式进行了分析,旨在为风电齿轮箱运维服务人员快速准确判定故障点,并采取相应的处理方法提供技术指导。     

大功率风电增速器箱体疲劳寿命分析

建立某大功率风电增速器箱体的三维模型,计算单位静载荷作用下箱体的应力应变;依据德国劳埃德船级社规范(GL2010),给出风电齿轮箱箱体部件的S-N曲线的拟合方法;应用雨流循环计数法计算箱体疲劳载荷谱。应用Miner线性积累疲劳损伤理论和雨流循环计数法,对风电齿轮箱箱体进行疲劳寿命分析,得到了风电增速器箱体的疲劳寿命。通过对箱体疲劳寿命结果的分析,对箱体结构进行优化,为大功率风电增速器箱体的疲劳寿命分析提供设计思路,为风电齿轮箱箱体的设计提供了参考。     

风电齿轮箱结构设计流程自动化系统研发

在风电齿轮箱新产品开发时,以经验为主导的现有结构设计流程会使结构设计和CAE分析工作分离,导致产品研发周期长和结构材料冗余。鉴于此,基于拓扑优化理论并结合CAE提出新的结构设计流程,运用C#和TCL/TK语言对Hyper Works进行二次开发,研发了以轻量化结构为特征的风电齿轮箱新产品结构设计流程自动化系统。以某风电齿轮箱行星架设计为实例,验证了系统的可操作性。实例证明,流程自动化系统能够引导设计师完成面向轻量化的风电齿轮箱零件结构设计,前后处理效率比现有流程提高了90%,大大缩短了风电齿轮箱新产品的研发周期。     

关于风电主齿轮箱齿轮批量化滚齿的几点探讨

随着我国风电产业的进步,国内企业在风电齿轮箱方面的配套也取得了快速发展。风电齿轮箱是几类风电机组的重要部件,其主要功能是将风叶在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。数据显示,目前全球85％以上的风电整机都是带有齿轮箱的机型。并且,由于稀土价格上涨给永磁直驱机组带来成本上的压力,预计今后带齿轮箱机型的机组的比例还会增加。     

风电齿轮箱主要故障形式及处理建议

根据运行在北方地区一些风电场的齿轮箱的检测情况,总结了风电齿轮箱经常出现的几种故障形式,并针对各种故障情况给出了相应的处理建议,为风电场做好风电齿轮箱的日常维护与检查提供参考.     

大兆瓦级风电齿轮箱耦合动态特性及结构噪声分析

风电齿轮箱是风电机组的重要组成部分,其动态性能的好坏直接影响整个机组的性能。建立了具有两级行星加一级平行轴齿轮传动的大兆瓦级风电齿轮箱齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合非线性动力学有限元模型,采用Lanczos法对齿轮箱系统进行耦合模态分析。在综合考虑直斜齿轮时变啮合刚度、齿轮误差及齿轮啮合冲击等内部激励因素综合作用影响下,运用直接积分法对整个风电齿轮箱系统进行了动态响应求解,从而获得齿轮箱各点的振动位移、速度及加速度动态评价指标,并且对系统结构噪声进行了分析。研究结果可为大兆瓦级风电齿轮箱的动态性能优化提供参考。     

基于全矢谱的风力发电系统齿轮箱的故障诊断

介绍了风力发电齿轮箱系统变载荷、低转速、工况复杂的运行特点,阐述了风力发电系统齿轮箱的主要故障特征,针对旋转机械单源振动信号信息具有不完善性的缺陷,提出了基于同源信息数据融合的思想,将全矢谱技术应用于风电齿轮箱的故障检测方法。结合北方某风电场19#风机齿轮箱故障检测的实例,将全矢谱技术应用于诊断实例且得到了正确的诊断结果,证实了将全矢谱技术应用于风电齿轮箱检测中是准确、有效、实用的旋转机械故障诊断方法。     

风电齿轮箱轴承产生伪布氏压痕的原因分析及预防措施

齿轮箱是风力发电机组的关键部件之一,而轴承是齿轮箱中的关键部件。风电齿轮箱的长期放置和运输振动过程,容易使轴承产生伪布氏压痕,严重的伪布氏压痕将引起轴承滚动体和套圈应力集中,降低滚动体和轴承套圈的断裂强度,导致轴承损伤,损伤会进一步导致齿轮箱产生噪声,甚至引起齿轮箱剧烈振动,存在使机组产生共振的风险。现通过对风电齿轮箱轴承产生伪布氏压痕的案例进行分析,指出了伪布氏压痕的产生原因,并提供了检测方法和预防措施。     

风电齿轮箱行星轮故障分析及结构改进设计

针对传统NGW型风电齿轮箱在使用过程中所产生的行星轮故障进行分析,找出行星轮损坏的原因,并提出一种风电齿轮箱传动结构的改进设计。对改进设计中采用的内齿圈旋转的NW型行星传动结构、设计应满足的要求、均载措施、性能特点等进行了阐述。运行实践表明,改进设计的风电齿轮箱具有承载力高、噪声低、可靠性高、传动效率高、可维护性好的特点。     

风电齿轮箱检修方法的研究与进展

风电齿轮箱是风力发电机组中的重要部件,在长期运行过程中不可避免会发生各类故障,其检修方法必然成为学者研究的焦点.通过对风电齿轮箱状态监测方法与手段、故障特征提取方法、维修策略的研究现状进行分析,总结检修方法研究存在的主要问题,提出开展基于多传感器的风电齿轮箱在线监测方法和手段研究、基于多源信息融合的风电齿轮箱智能故障诊...     

风电齿轮箱高速轴承动载下强度分析研究

以2MW级风电齿轮箱为分析对象,基于风力发电机组齿轮箱结构和作业特点,应用动态系统刚柔耦合的研究方法,建立了其齿轮箱的动态刚柔耦合仿真分析模型。通过仿真模型,对高速轴承的主要承载件保持架和滚动体进行了有限元强度分析,进而分析了高速轴承在典型作业工况的动载特点。论文的分析方法及所得结论可为风电齿轮箱机理的深度探索研究和性能的提高提供了理论基础。     

基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法

齿轮箱是风力发电机组的核心传动部件,不仅结构复杂制造成本高,而且故障率高维修费用巨大,对其进行状态监测具有重要意义。针对风电齿轮箱在复杂工况下运行所产生的非线性、非平稳振动信号,提出了一种基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法。该方法先对含有大量噪声的风电齿轮箱振动信号进行集合经验模态分解和相关系数(EEMD-CC)降噪处理。然后,将降噪后的正常信号数据进行主分量分析(PCA)建模,并以T~2统计量和SPE统计量作为信号异常的评判指标。最后,把降噪后的测试数据带入PCA模型中,分别判断T~2和SPE值是否超出阈值,实现风电齿轮箱的状态监测。试验结果证明,该方法能够有效地监测风电齿轮箱的状态。     

风电齿轮箱高速轴承动载下强度分析研究

以2MW级风电齿轮箱为分析对象,基于风力发电机组齿轮箱结构和作业特点,应用动态系统刚柔耦合的研究方法,建立了其齿轮箱的动态刚柔耦合仿真分析模型。通过仿真模型,对高速轴承的主要承载件保持架和滚动体进行了有限元强度分析,进而分析了高速轴承在典型作业工况的动载特点。论文的分析方法及所得结论可为风电齿轮箱机理的深度探索研究和性能的提高提供了理论基础。     

用RoamxWind和FE-Safe软件对风电齿轮箱行星架分析

利用RoamxWind软件提取分析载荷,在FE-Safe软件中完成风电齿轮箱行星架疲劳强度分析。     

1.5MW风电齿轮箱关键结构设计综述

文章通过对国电联合动力技术（包头）有限公司设计研发的1.5MW风电齿轮箱GD1663A机型的润滑技术研究、密封技术研究、高速轴系结构研究、轴承游隙测量研究及关键零部件的精密加工技术研究等方面进行综述，旨在通过一系列关键技术的研究综述，说明国电联合动力技术（包头）有限公司生产的齿轮箱是一款高性能齿轮箱。     

风电齿轮箱行星齿轮副侧隙偏差原因分析

行星传动机构作为风电齿轮箱关键部件,因承受无规律的风力作用及强阵风冲击变载荷作用,其工作时的可靠性决定着整台风电齿轮箱传动的可靠性。作为齿轮传动4项要求之一——适当的齿侧间隙是齿轮副正常工作的必要条件,是降低行星轮系传动时冲击、噪声、空程误差,以及提高风电齿轮箱使用寿命的关键。针对一级行星传动结构形式的风电齿轮箱行星齿轮副侧隙偏大问题,从零件制造、装配、测量3个方面对行星轮副侧隙的影响进行了深入分析,确认了装配工艺对行星齿轮副侧隙的影响,通过选配中箱体与主轴承,解决了行星轮齿轮副侧隙偏差问题。