【摘要】：隨著社會(huì)的高速發(fā)展,工業(yè)化進(jìn)程的加速,環(huán)境與能源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題已經(jīng)成為人們生存與發(fā)展面臨的首要問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電具有建設(shè)周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活、不污染環(huán)境、不消耗燃料等優(yōu)點(diǎn),被世界各國(guó)優(yōu)先采用。風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)電機(jī)組機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要而又最脆弱的部件,起著增速降扭的作用,其設(shè)計(jì)的合理性嚴(yán)重影響到風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。我國(guó)已經(jīng)是風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國(guó)家,成為名副其實(shí)的風(fēng)電大國(guó),但還不是風(fēng)電強(qiáng)國(guó),在風(fēng)電設(shè)備制造方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距。目前,我國(guó)還沒(méi)有完全掌握大型風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)制造核心技術(shù),造成國(guó)產(chǎn)大型風(fēng)電齒輪箱故障率居高不下。因此,對(duì)風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行系統(tǒng)分析與研究對(duì)促進(jìn)我國(guó)風(fēng)電制造業(yè)的健康發(fā)展有著重要意義。 本文以TY型兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱為研究對(duì)象,首先對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析研究,之后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)潛在薄弱環(huán)節(jié)提出改進(jìn)方法,最后對(duì)風(fēng)電齒輪箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了共振分析。主要研究?jī)?nèi)容和研究成果有以下幾方面： 1)詳細(xì)分析了TY型風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu),并與主流機(jī)型進(jìn)行分析對(duì)比,TY型主要區(qū)別之處在于均載方式上：第一傳動(dòng)級(jí)采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)均載而第二傳動(dòng)級(jí)采用行星架浮動(dòng)均載。 2)分析了風(fēng)電齒輪箱所受載荷,討論了風(fēng)電齒輪箱交變載荷處理方法,并對(duì)實(shí)際交變載荷進(jìn)行了等效處理。 3)在考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)影響的前提下,搭建了剛?cè)狁詈蟃Y型風(fēng)電齒輪箱虛擬樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了Pro/E、 Hypermesh、 Romax Designer聯(lián)合仿真,對(duì)導(dǎo)入部件進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析,并以此檢測(cè)導(dǎo)入部件是否參與系統(tǒng)傳動(dòng)。 4)在考慮沖擊載荷的影響下,對(duì)TY-1型風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了多工況穩(wěn)態(tài)分析,分析找出了4個(gè)薄弱部件：高速級(jí)上風(fēng)側(cè)兩個(gè)軸承、第一傳動(dòng)級(jí)太陽(yáng)輪、高速級(jí)輸出小齒輪。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：高速軸上風(fēng)側(cè)軸承動(dòng)態(tài)承載能力不夠；低速軸上風(fēng)側(cè)軸承受邊緣載荷作用；故障齒輪接觸疲勞損傷嚴(yán)重,嚙合錯(cuò)位造成齒面載荷分布不均局部應(yīng)力過(guò)大,齒面易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕；沖擊載荷加劇了各部件疲勞損傷,降低了各部件的壽命。為此,將高速軸上風(fēng)側(cè)軸承更換成高動(dòng)態(tài)承載能力軸承,將低速軸的固定—游動(dòng)支承方式調(diào)整成兩端固定支承方式,各軸承壽命均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)減小了低速軸自由端的變形量,降低了對(duì)第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的影響。另外,通過(guò)齒輪修形改善了由嚙合錯(cuò)位所造成的齒面載荷分布不均現(xiàn)象,減小了齒輪傳動(dòng)誤差,提高了齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。 5)對(duì)TY型風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行共振分析,找出潛在共振響應(yīng)點(diǎn)。利用Romax動(dòng)力分析模塊求解出系統(tǒng)前40階固有頻率及振型,采用Campbell圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行共振分析,在特征頻率作用下系統(tǒng)存在10個(gè)潛在共振響應(yīng)點(diǎn)特別是5、11、24階固有頻率落入了風(fēng)機(jī)主要運(yùn)行區(qū),通過(guò)分析共振點(diǎn)處的振型,可知共振主要引起各齒輪扭擺與徑向竄動(dòng)。
[Abstract]:With the rapid development of society and the acceleration of the industrialization process, the problem of the sustainable development of environment and energy has become the primary problem for people's survival and development. The wind power generation has the advantages of short construction period, flexible installation capacity, no environmental pollution, no fuel consumption and the like, and is adopted by the countries in the world. As the most important and most vulnerable component in the mechanical transmission system of the wind turbine, the wind power gearbox plays a role of increasing the speed and torque, and the rationality of its design seriously affects the normal operation of the wind power unit. China is already the most powerful country of the wind power installed capacity, and it is the real power of the wind power, but it is not the power of the wind power, and there is still a certain gap between the manufacturing of wind power equipment and the developed countries. At present, China has not fully mastered the core technology of large-scale wind power gearbox design, resulting in high failure rate of domestic large-scale wind power gearbox. Therefore, the system analysis and research on the wind power gearbox is of great significance to promote the healthy development of the wind power industry in China. In this paper, the TTY-type megawatt wind power gearbox is used as the research object, and the dynamic simulation and analysis are carried out firstly, and then the potential weak link is improved according to the analysis result, and finally, the gear transmission system of the wind power gearbox is provided with the resonance function. The main research contents and research results are as follows: Surface: 1) The structure of the TTY type wind power gearbox is analyzed in detail, and compared with the main flow type, the main difference of the TY type is the load load In the mode, the first transmission stage adopts the floating load of the sun gear and the second transmission stage adopts a planet carrier to float, the load of the wind power gearbox is analyzed, the method of the alternating load treatment of the wind power gearbox is discussed, and the actual alternating load is carried out. 3) Under the premise of considering the influence of the structural system, the virtual prototype of the rigid-flexible coupling TY-type wind power gearbox is built, and the joint simulation of Pro/ E, Hypermesh and Roman Designer is realized, and the static strength analysis is carried out on the lead-in component, and the lead-in component is detected by using the virtual prototype. No participating in the system transmission. 4) Under the influence of the impact load, the multi-condition steady-state analysis of the transmission system of the TY-1 type wind power gearbox is carried out, and four weak components are found: the two bearings at the upper hand side of the high-speed stage, the first transmission stage sun gear, and the low-speed shaft upper side bearing is subjected to the edge load action, the failure gear contact fatigue damage is serious, the meshing dislocation causes uneven local stress distribution of the tooth surface load distribution, the tooth surface is easy to generate fatigue point corrosion, and the impact load increases the fatigue damage of each component, and the service life of each component is reduced, and the high-speed shaft upper-hand bearing is changed into a high dynamic bearing capacity bearing, the fixed rolling bearing mode of the low-speed shaft is adjusted into two-end fixed supporting mode, the service life of each bearing reaches the design requirement, and meanwhile, the bearing life of each bearing is reduced, the deformation of the free end of the speed shaft is reduced, in addition, through the gear repair, the uneven distribution of the load of the tooth surface caused by the meshing dislocation is improved, the transmission error of the gear is reduced, and the teeth are improved. Dynamic stability of the wheel drive. 5) Resonance separation of the TY type wind power gearbox In this paper, we find out the potential resonance response points. Using the Romax power analysis module to solve the first 40-order natural frequency and vibration mode of the system, using the Campbell diagram to analyze the system, there are 10 potential resonance response points, especially 5, 11, and 24-order inherent frequency in the system under the characteristic frequency effect. The rate falls into the main operating area of the fan. By analyzing the vibration mode at the resonance point, it is found that the resonance is the main
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳逸華;寶鋼1420軋機(jī)主傳動(dòng)齒輪箱的研制[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;1999年02期

2 邱天高,趙志高,黃其柏;基于頻譜分析的齒輪箱噪聲源診斷[J];機(jī)械傳動(dòng);2004年01期

3 于杰棟;王宏偉;武寶喜;皇甫雅志;裴學(xué)智;;鐵譜分析技術(shù)在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用[J];設(shè)備管理與維修;2007年07期

4 宋慶華;;淺論齒輪箱中零部件的常見(jiàn)失效形式[J];科學(xué)大眾;2008年10期

5 王曙;劉紅星;白志平;李馬;王正祥;鄭維軍;;齒輪箱滾動(dòng)軸承振動(dòng)診斷的難點(diǎn)與對(duì)策[J];中國(guó)設(shè)備工程;2011年04期

6 陳逸華;MF型水泥磨機(jī)齒輪箱[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;1994年05期

7 張征;吳昌林;毛漢領(lǐng);楊叔子;;齒輪傳動(dòng)裝置對(duì)流換熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J];機(jī)械與電子;1996年02期

8 沈煒良,陳樹(shù)保;齒輪箱軸斷裂分析[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年02期

9 王萍輝;現(xiàn)場(chǎng)齒輪箱內(nèi)齒輪故障的振動(dòng)法診斷[J];長(zhǎng)沙電力學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年01期

10 張文忠;NTK300/31風(fēng)電機(jī)齒輪箱的故障分析與預(yù)防[J];內(nèi)蒙古電力技術(shù);2001年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 曹云;;高精度硬齒面艦船齒輪箱技術(shù)應(yīng)用[A];中國(guó)船舶輪機(jī)發(fā)展高峰論壇論文集[C];2010年

2 王樝;;H329齒輪箱齒輪軸振動(dòng)的分析[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊(cè)）[C];2001年

3 張林中;代海濤;;主軸及齒輪箱鎖緊盤(pán)設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第二卷）[C];2010年

4 陳襄清;張淑平;;JD31-400壓力機(jī)平衡缸修復(fù)和齒輪箱安裝的改造[A];2009年促進(jìn)中部崛起專家論壇暨第五屆湖北科技論壇——裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集（上）[C];2009年

5 田延安;王建文;楊莉;;小波技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在齒輪診斷中的應(yīng)用[A];'2006系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

6 戚文正;顧曉宏;吳曉鈴;;齒輪摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[A];第七屆全國(guó)摩擦學(xué)大會(huì)論文集（二）[C];2002年

7 張立勇;王長(zhǎng)路;劉法根;;風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)電齒輪箱概述[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械傳動(dòng)分會(huì)2008年風(fēng)力發(fā)電論壇論文集[C];2008年

8 魏立群;瞿志豪;陳漢輝;;合金棒材軋機(jī)的齒輪箱振動(dòng)實(shí)測(cè)分析[A];第七屆(2009)中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下）[C];2009年

9 馮志鵬;Ming J.Zuo;褚福磊;;基于關(guān)聯(lián)維數(shù)的齒輪裂紋監(jiān)測(cè)研究[A];2008年全國(guó)振動(dòng)工程及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十一屆全國(guó)設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

10 林京;;脈沖性與周期性的利用——齒輪箱故障檢測(cè)方法的內(nèi)在聯(lián)系[A];第八屆全國(guó)設(shè)備與維修工程學(xué)術(shù)會(huì)議、第十三屆全國(guó)設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 牟玉紅邋段小朋;高爐水冷齒輪箱在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推出[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2008年

2 金小萍;杭齒:多舉措推進(jìn)齒輪箱技術(shù)創(chuàng)新[N];中國(guó)船舶報(bào);2010年

3 蕭芳雯;南高齒首批消防泵齒輪箱試行成功[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2011年

4 秦宵喊;南京高齒沖刺全球風(fēng)電齒輪箱前三強(qiáng)[N];南京日?qǐng)?bào);2007年

5 劉榮進(jìn);重齒增產(chǎn)風(fēng)電齒輪箱　[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2005年

6 記者 魏國(guó)林;北京重齒齒輪箱銷售有限公司正式掛牌成立[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

7 駐四川記者 楊貴全 通訊員 高志強(qiáng);重慶齒輪箱公司在武漢成立全資銷售公司[N];中國(guó)建材報(bào);2007年

8 記者　韓曉霞;GE進(jìn)軍國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)齒輪箱市場(chǎng)[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

9 齒暄;重齒新標(biāo)志正式發(fā)布[N];中國(guó)船舶報(bào);2011年

10 孫勇堅(jiān) 邵輝;企業(yè)百事 納稅為先[N];中國(guó)稅務(wù)報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 徐向陽(yáng);柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2012年

2 傅瑜;小波分析在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);1998年

3 王新晴;齒輪箱不解體診斷技術(shù)研究[D];天津大學(xué);1998年

4 張蔚波;基于子系統(tǒng)分析的多維耦合系統(tǒng)功率流傳遞特性研究[D];山東大學(xué);2003年

5 畢果;基于循環(huán)平穩(wěn)的滾動(dòng)軸承及齒輪微弱故障特征提取應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2007年

6 何俊;循環(huán)平穩(wěn)和解調(diào)頻技術(shù)在故障診斷中的研究和應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

7 孔德文;大型齒輪傳動(dòng)裝置動(dòng)力學(xué)及故障診斷技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2008年

8 魏秀業(yè);基于粒子群優(yōu)化的齒輪箱智能故障診斷研究[D];中北大學(xué);2009年

9 沈國(guó)際;振動(dòng)信號(hào)處理技術(shù)在直升機(jī)齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

10 羅潔思;基于多尺度線調(diào)頻小波路徑追蹤的機(jī)械故障診斷方法研究[D];湖南大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張亮;風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱早期故障診斷方法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 陳晗霄;基于虛擬儀器的大型高速齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 薛顯光;某船用齒輪箱的動(dòng)態(tài)特性分析和優(yōu)化研究[D];重慶理工大學(xué);2010年

4 付松;關(guān)于風(fēng)電機(jī)齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性的分析研究[D];新疆大學(xué);2011年

5 許琦;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱動(dòng)力學(xué)分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

6 張捷;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪箱智能故障診斷技術(shù)的研究[D];江蘇大學(xué);2003年

7 楊紹波;兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];西華大學(xué);2011年

8 羅家元;齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究[D];重慶大學(xué);2004年

9 邢鈞;基于小波分析的齒輪箱故障診斷技術(shù)的研究和應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學(xué);2002年

10 歷海寧;TY型風(fēng)電齒輪箱行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析[D];太原理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2385244