風能以其清潔、可再生、儲量大及分布廣等優(yōu)點，受到了越來越多的重視及青睞，在全球探求新能源的今天，風能產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇。目前，降低風力發(fā)電機組的故障率是設計和使用過程中的核心問題，故障的發(fā)生不僅影響運轉(zhuǎn)效率及發(fā)電量，而且也大大增加了維修、更換零件等所需要的費用，因此，風力發(fā)電機組的可靠性是其性能的主要衡量指標之一。在風電機組的各部件中，因風電齒輪箱的故障而造成停機的概率最高。而在復雜多變的外界載荷作用下，風電齒輪箱內(nèi)部軸承的壽命難以準確預估是導致風電齒輪箱失效的一個重要因素。為了達到使用壽命要求，國產(chǎn)的大型風電機組中的齒輪箱軸承大多依靠進口，增加了生產(chǎn)成本，因此研究風電齒輪箱軸承的受力及疲勞壽命對風電行業(yè)的發(fā)展有著重大的意義。風電增速齒輪箱的高速軸端軸承由于轉(zhuǎn)速較高，載荷變化較大，使預估其使用壽命的難度增加。本文擬對該處軸承進行動力學模擬及疲勞壽命分析。當前，對軸承疲勞壽命的分析方法主要有試驗法和疲勞壽命分析法兩種。試驗法具有較高的可靠性，但對風電增速箱的實驗監(jiān)控周期較長、費用較高；疲勞壽命分析法采用有限元分析法，利用數(shù)值仿真技術等對軸承的疲勞壽命進行分析預測。在采用有限元分... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究意義
    1.2 風電齒輪箱的應用研究狀況
    1.3 風電齒輪箱軸承的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究方法及研究內(nèi)容
        1.4.1 本文的研究內(nèi)容
        1.4.2 本文的研究方法
第2章 風電齒輪箱高速軸圓柱滾子軸承疲勞壽命理論分析
    2.1 圓柱滾子軸承的線接觸問題
        2.1.1 圓柱滾子軸承線接觸問題的數(shù)值計算
        2.1.2 滾動軸承中的載荷分布
        2.1.3 滾動軸承接觸應力及變形的計算
        2.1.4 NJ2232 型圓柱滾子軸承載荷分布計算
    2.2 軸承疲勞壽命理論
        2.2.1 滾動軸承的損壞與疲勞壽命
        2.2.2 滾動疲勞理論
    2.3 圓柱滾子軸承線接觸軸承的疲勞壽命分析
        2.3.1 疲勞壽命統(tǒng)計理論的基本假說
        2.3.2 圓柱滾子軸承線接觸疲勞壽命的計算
        2.3.3 風電齒輪箱軸承疲勞壽命的修正
        2.3.4 圓柱滾子軸承疲勞壽命的計算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 風電齒輪箱傳動系統(tǒng)仿真分析模型的建立
    3.1 模型的簡化及材料屬性的確定
        3.1.1 保持架材料的確定
        3.1.2 軸承滾動體及內(nèi)外圈材料的確定
        3.1.3 風電齒輪內(nèi)部傳動系齒輪等材料的確定
    3.2 仿真條件的確定
    3.3 基于 ADAMS 剛?cè)狁詈系亩囿w動力學分析
        3.3.1 剛?cè)狁詈戏治龅幕玖鞒?br>        3.3.2 基于 ADAMS/Durability 與 nSoft 的疲勞分析
    3.4 有限元軟件中模態(tài)中性文件的求解
        3.4.1 高速軸圓柱滾子軸承保持架模態(tài)中性文件的分析
        3.4.2 軸承滾動體模態(tài)中性文件的分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 風電齒輪箱軸承動力學仿真結(jié)果分析
    4.1 工況一：齒輪箱起動至平穩(wěn)運行狀態(tài)下分析
        4.1.1 輸入條件與負載扭矩的模擬
        4.1.2 滾動體載荷分布分析
        4.1.3 柔性保持架結(jié)果分析
        4.1.4 滾動體動力學分析
    4.2 工況二：齒輪箱在轉(zhuǎn)速突變條件下系統(tǒng)仿真分析
        4.2.1 齒輪箱輸入突變轉(zhuǎn)速條件模擬
        4.2.2 保持架仿真結(jié)果分析
        4.2.3 滾動體結(jié)果分析
    4.3 工況三：齒輪箱緊急剎車情況下的仿真分析
        4.3.1 齒輪箱剎車工況的模擬
        4.3.2 保持架仿真結(jié)果分析
        4.3.3 滾動體結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 齒輪箱高速軸圓柱滾子軸承疲勞壽命的分析
    5.1 線性累積損傷理論
    5.2 雨流計算法
    5.3 軸承疲勞壽命的分析
        5.3.1 滾動體在額定條件下疲勞壽命的分析
        5.3.2 保持架在額定條件下疲勞壽命的分析
        5.3.3 周期性載荷對滾動體疲勞壽命的影響
        5.3.4 周期性載荷對保持架疲勞壽命的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
        6.2.1 工作中的不足
        6.2.2 工作展望
參考文獻
附錄一
附錄二
附錄三
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于nSoft的起重機主梁管節(jié)點疲勞壽命分析[J]. 董達善,張振,劉龍.  起重運輸機械. 2012(01)
[2]大功率風電增速箱設計[J]. 謝春普,陳宏偉,張樹慶,李國莉.  重型機械. 2012(01)
[3]風電軸承多工況試驗載荷譜的編制[J]. 陳觀慈,賈平,毛范海,孫守林.  軸承. 2011(10)
[4]風電齒輪箱高速軸故障處理與分析[J]. 招妙妍.  設備管理與維修. 2011(09)
[5]我國風電齒輪箱行業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展中的問題與對策[J]. 孔勤建.  風能. 2011(07)
[6]輸油臂中間回轉(zhuǎn)軸承壽命預測[J]. 方桂景,馮剛.  機械設計與制造. 2011(06)
[7]風電軸承需求與創(chuàng)新能力建設[J]. 何加群,范光輝.  風能. 2011(05)
[8]基于可靠性理論的風電機組偏航軸承壽命預測[J]. 孫文迪,陳滿儒.  制造業(yè)自動化. 2011(05)
[9]高速圓柱滾子軸承動態(tài)特性分析[J]. 張占立,王燕霜,鄧四二,劉喆.  航空動力學報. 2011(02)
[10]航空發(fā)動機主軸高速圓柱滾子軸承保持架柔體動力學仿真[J]. 楊海生,鄧四二,李晌,陳國定.  軸承. 2011(02)

碩士論文
[1]兆瓦級風力發(fā)電機偏航軸承疲勞損傷分析[D]. 牛藺楷.太原理工大學 2011
[2]基于虛擬樣機的大型風電機組齒輪傳動系統(tǒng)沖擊特性分析[D]. 陳紹軍.華北電力大學（北京） 2008
[3]大型風電齒輪箱關鍵設計技術研究[D]. 董進朝.機械科學研究總院 2007



本文編號：2936310