兆瓦级风电齿轮增速箱箱体有限元分析

风电齿轮增速箱是兆瓦级风力发电机组的关键部件。应用有限元法,对风电齿轮增速箱箱体进行静强度分析和疲劳分析。在SolidWorks软件中建立箱体的几何模型并且进行简化处理,再将简化后的模型导入Ansys workbench环境下划分网格,根据风电齿轮箱的实际运行情况确定其边界条件及所受载荷,计算求解其应力、应变和变形。根据计算结果分析结构中可能存在的危险区域并提出了改进方案。在此基础上进行疲劳强度分析。通过对疲劳载荷谱的合理简化,计算出寿命、安全系数、损伤和等效交变应力。根据计算结果分析确定结构危险区域疲劳寿命是符合设计要求。     

基于动力学的兆瓦级风电齿轮增速箱可靠性灵敏度分析

通过失效模式及影响分析确定了风力发电机齿轮传动系统的主要失效零件,建立了基于动力学的齿轮和滚动轴承可靠性评估模型,同时给出了风力发电机齿轮传动系统可靠性评估模型。采用四阶矩法对行星齿轮接触和弯曲疲劳可靠性灵敏度进行了分析,得到齿轮接触疲劳可靠性灵敏度和弯曲疲劳可靠性灵敏度,结合实例进行了计算,分析了行星齿轮参数对可靠性的影响。     

兆瓦级风电齿轮增速箱行星齿轮传动系统动态特性研究

以载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱为研究对象,考虑外部载荷激励、时变啮合刚度的影响,详细推导并建立包含径向和扭转的系统动力学模型,分析计算系统低速级和中速级中行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力。应用龙格—库塔法求解,归纳分析得到各级中心构件径向振动速度和扭转振动角速度变化以及行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力时变特点。这为载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱动态优化设计提供了理论依据。     

风电增速齿轮系统接触动力学建模与分析

用参数化设计方法精确地建立风电增速齿轮模型,并根据风电增速齿轮副的承载和结构特点,建立了风电增速齿轮三维有限元模型,对风电增速齿轮啮合传动进行接触动力学分析,由瞬态动力学模拟计算得到了齿轮副在啮合过程中不同时刻的齿面接触应力、齿根弯曲应力等变化情况,并对增速齿轮在啮合传动过程中齿根应力、轮齿啮合应力和齿宽方向应力的变化趋势进行了较为详细的分析,进而为风电增速齿轮的优化设计和分析提供了有效的理论依据。     

兆瓦级风电增速箱监测与诊断系统研究

随着石化资源的日渐短缺以及国家中长期发展规划战略实施,以风能、太阳能为代表的可再生能源将在能源消费结构中占据越来越大的比重.根据国外的风电设备运行经验来看,风电机组故障发生率也会随着运行的时间延长而增大.为确保风电机组安全可靠运行,必须对风电机组进行状态监测与故障诊断技术.介绍了状态监测与故障诊断系统在风电机组监测中的...     

混合动力两级行星机构动力耦合系统动力学建模及分析

以基于双转子电机的混合动力传动系统的两级行星齿轮机构动力耦合系统为研究对象,考虑前后两级行星齿轮机构的齿轮副啮合刚度、中心构件的扭转支撑刚度、连接部分的扭转耦合刚度、各构件惯性等基本因素,详细推导并建立两级行星齿轮耦合系统的纯扭转动力学模型。利用两级行星齿轮机构的有关参数进行特征值问题求解,得到系统整体模型的固有特性,按照振型特点把系统的振动形式划分为三种模式:整体扭转振动模式、前排行星轮振动模式和后排行星轮振动模式。在整体模式下固有频率为单根,系统各构件均以一定幅度做扭转振动;前、后排行星轮模式下固有频率均为二重根,且除了其自身外,其他构件均无振动。归纳分析得到的各振动模式特征与前人有关结论相吻合。同时指出连接部分的耦合刚度对系统振动特性的影响,并作了初步分析。     

1.5兆瓦风电增速齿轮箱静动力有限元分析

建立了风电增速齿轮箱的静动力有限元分析模型,应用ANSYS软件对箱体进行静力分析,得出了箱体的应力和位移云图;综合考虑齿轮刚度激励、误差激励及啮合冲击激励,采用三维动力接触有限元法求得了增速箱内部动态激励,并对增速齿轮箱的振动模态以及动态响应进行了仿真分析.     

基于动力学的风电增速箱多级齿轮传动系统可靠性评估

针对风力发电机齿轮传动系统在变风速工况下失效率高的问题,在模拟真实风速的基础上,建立了考虑外部随机风载及内部轮齿时变啮合刚度、轴承时变刚度、综合传递误差等激励因素的风力发电机齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型,通过对动力学模型进行仿真计算,得到了各齿轮副的动态啮合力和各支承轴承的动态接触力,并求得齿轮的使用系数、齿轮和轴承的载荷系数。在此基础上,建立了基于动力学的风电齿轮传动系统可靠性评估模型,并求得了各零件及传动系统的可靠度,较全面地评价了随机风载作用下风力发电机齿轮传动系统的可靠性,为风力发电机齿轮传动系统可靠性设计和动态优化奠定了基础。     

兆瓦级风力发电机增速器齿轮传动受力分析

在建立某兆瓦级风力发电机增速器斜齿圆柱齿轮副多齿啮合的三维参数化模型的基础上,利用有限元分析软件进行非线性接触分析模型,并对齿轮副进行了一个啮合周期内的准静态啮合仿真分析.计算表明,文中得到的结果非常符合实际啮合规律,也验证了模型的正确性.     

某兆瓦级风电齿轮疲劳寿命分析及可靠度计算

针对当前兆瓦级风电齿轮增速箱在风电机组中损坏率较高的问题,提出了一种新的、有效的风电齿轮可靠度计算方法。以某2.0MW风电齿轮箱中的太阳轮为研究对象,运用有限元分析软件分析其接触疲劳寿命,根据受到随机变幅接触疲劳载荷作用时循环次数对可靠度的影响,建立齿轮疲劳累积损伤计算模型,结合等效正态分布法求得其可靠度。此方法考虑了疲劳累积的影响,得到的结果相对于传统方法更符合实际变载荷工况,为风电齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了理论依据,具有工程应用价值。     

风电增速箱齿轮设计计算若干问题探讨

概括了风电增速箱齿轮强度计算过程中困惑设计人员的设计载荷的确定、强度计算方法和疲劳极限应力的选取等若干问题,对这些问题的更深入广泛的讨论,将有利于我国对大型风电齿轮箱关键设计制造技术的掌握。     

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。     

兆瓦级风电变桨齿轮箱动力学特性仿真分析

风力发电机关键部件的可靠设计是风电行业的关注点。为了获得设计合理的变桨齿轮箱,需要研究这一复杂机械系统的动力学特性。应用Solid Works建立变桨齿轮箱各个部件的三维装配模型,然后基于ADAMS建立含轴承的虚拟样机模型。进行了齿轮箱额定工况下的动力学仿真,根据理论转速验证了仿真模型,得到了齿轮箱的啮合特性、频谱特性以及轴承的位移响应。仿真结果为变桨齿轮箱的设计与优化提供了指导依据。     

行星风电齿轮增速箱的齿面修形研究

简要介绍了齿面修形原理,对修形参数确定的依据进行了研究,给出了常用齿面修形曲线表达式,利用自主编写的齿轮接触有限元分析软件,建立了行星风电齿轮增速器系统的有限元接触分析模型。为了分析齿轮修形对齿轮增速器系统的影响,将整个齿轮传动系统作为一个有机的整体进行齿面修形接触分析研究,分析了齿面修形前后齿间载荷分配与接触线上载荷分布情况。经过修形后的齿轮系统,齿轮间的啮合刚度变化趋于平稳,齿轮间的载荷波动减小,对齿轮系统的减振降噪具有重要意义。     

风电增速箱结构设计叙谈

对风电增速箱结构作了较为详尽的阐述,对风电增速箱选用及设计有实用参考价值。     

风电增速齿轮三维参数化建模与接触强度分析

首先基于Pro/Program的参数化设计方法精确地建立风电增速齿轮模型,在此基础上采用有限元法对风电增速齿轮作接触应力分析和赫兹理论计算,并把FEM计算结果与赫兹计算结果对比以确定数值分析在风电齿轮接触分析中的适用性,最后得到相应分析结论,进而为齿轮的优化设计和分析提供了有效的理论依据。     

风电增速箱结构设计探讨

本文对风电增速箱结构作了较为深入和独到的阐述,对风电公司的机组选型以及风电增速箱设计有较好的参考价值.     

齿轮系统刚柔耦合动力学建模与仿真研究

以Virtual.Lab Motion为建模平台,综合考虑齿轮系统振动的非线性,建立了包含柔性轴和柔性箱体的齿轮系统刚柔耦合虚拟样机模型.通过仿真获得了关键部位的栽荷谱,为齿轮系统的剩余寿命预测提供了理论依据.通过与实验中测得的箱体节点振动加速度信号相对比,验证了借助虚拟样机进行齿轮系统故障诊断和预测的可行性,为该方面研究提供了新思路.     

齿轮故障状态下风电机组传动系统动力学建模及分析

针对齿轮故障造成的风电机组传动系统输出响应不稳定问题,对故障状态下的传动系统动态性能进行了研究。通过考虑斜齿轮时变啮合刚度和齿轮裂纹等因素的影响作用,分别建立正常状态和齿轮故障状态下的传动系统动力学模型,对比分析了两种状态下系统的输出响应。结果显示,齿轮故障状态下,输出啮合力、扭转振动位移和扭转振动速度均相对较大,且呈现出不规则的变化趋势,在某些仿真时间点处出现较大的冲击振动。研究结果可为风电机组传动系统故障诊断及早期故障预测提供理论参考。     

兆瓦级风电机组主轴轴承选型及分析

随着风电产业的发展,市场上供应的风电机组的功率等级基本上是兆瓦级,而且功率呈现增长趋势。介绍了兆瓦级风电机组3点支承和2点支承的主轴轴承设计,其中2点支承的主轴轴承方案包括7种结构形式,对各种结构形式进行了介绍,并对其优缺点进行了分析,为兆瓦级风电机组主轴轴承设计选型提供了参考。