风力发电机组齿轮箱高速轴齿轮不对中时齿轮力的研究.docxVIP

风力发电机组齿轮箱高速轴齿轮不对中时齿轮力的研究.docx

  1. 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

风力发电机组齿轮箱高速轴齿轮不对中时齿轮力的研究

刘祥银,田家彬,王军龙

山东中车风电有限公司

摘要:基于多体动力学软件Simpack建立了刚柔耦合的齿轮箱动力学模型,仿真计算了高速轴齿

轮在不同不对中角度、不同输入转矩时,齿轮轴向力和径向力,研究了齿轮轴向力和径向力均方

根值和动载荷系数的变化规律。结果表明,齿轮轴向力主要与输入转矩有关,而径向力在不对中

角度小于0.3°时,主要与输入转矩有关,而在不对中角度大于0.3°时,主要与不对中角度有关;

齿轮轴向和径向动载荷系数在不对中角度为0°~0.3°时,大小和变化规律基本相同,而不对中角

度为0.4°和0.5°时齿轮轴向力与径向力的动载荷系数大小及变化规律则不相同。

关键词:齿轮箱;高速轴齿轮;不对中;均方根值;动载荷系数

1.前言

风力发电机组工作环境大多较为恶劣,并且承受着变向变载的风载荷,往往会导致各类故障。

相关资料显示[1-5],在风力发电机组机械故障中,齿轮箱故障率最高。若因装配等原因,造成齿

轮箱高速轴齿轮不对中,会影响其正常的啮合传动,引起载荷的变化,导致齿轮和轴承的损坏。

齿轮箱作为风力发电机组核心部件之一,其故障不但影响风力发电机组的安全运行,也会影响风

电场经济效益。

多体动力学软件Simpack拥有强大的风力发电机组动力学建模和仿真分析能力,并且获得了

认证机构德国劳埃德船级社(GL)的认可,在风电行业内广泛应用。本文以Simpack软件为平

台搭建刚柔耦合的风力发电机组齿轮箱多体动力学模型[7-9],研究齿轮箱高速轴齿轮在不同不对

中角度、不同输入转矩时,齿轮轴向力和径向力均方根值和动载荷系数的变化规律。本研究可以

为齿轮箱的设计提供参考依据。

2.齿轮箱动力学建模

本文以某型2MW风力发电机组齿轮箱为研究对象,其传动形式为一级行星齿轮传动加两级

平行轴齿轮传动。图1所示为齿轮箱拓扑图,详细反映了齿轮箱内部零件间的铰接关系和力元关

系。按照GL2010认证规范的要求,齿轮箱中各齿轮轴和行星架均采用柔性体建模。采用有限元

软件ANSYS建立各齿轮轴和行星架的有限元分析模型,通过模态综合法对有限元模型进行缩减,

再通过Simpack软件中与有限元软件的接口建立起各齿轮轴和行星架的柔性体模型。齿轮采用

25号几何原型刚体建模,通过225号齿轮对力元来模拟齿轮间的啮合力,太阳轮轴与花键轴间

键连接采用242号花键力元模拟,各轴承采用41号弹簧阻尼力元模拟。齿轮箱多体动力学模型

如图2所示。

图1.齿轮箱拓扑图

图2.齿轮箱多体动力学模型

3.仿真计算和结果分析

当风力发电机组处于额定转速时,齿轮箱额定输入转矩为M,分别仿真计算高速轴齿轮不

对中角度为0°、0.1°、0.2°、0.3°、0.4°和0.5°(齿轮不对中如图3所示),输入转矩为0.2M、

0.4M、0.6M、0.8M和1M时高速轴齿轮的轴向力和径向力。图4和图5分别给出了不对中角度

为0.2°时,不同输入转矩时的齿轮轴向力和径向力的变化曲线。由图4和图5可以看出齿轮径

向力大于轴向力,但其变化曲线波动程度都随输入转矩的增大而增大。

图3.高速轴齿轮不对中示意图

图4.齿轮轴向力

图5.齿轮径向力

3.1齿轮轴向力和径向力均方根值

0°0.1°0.2°0.3°0.4°0.5°30

25

20

15

10

5

0

0.2M0.4M0.6M0.8M1M

输入转矩

图6.齿轮轴向力均方根值

0°0.1°0.2°0.3°0.4°0.5°140

120

100

80

60

40

20

0

0.2M0.4M0.6M0.8M1M

输入转矩

图7.齿轮径向力均方根值

图6和图7分别给出了高速轴齿轮不同不对中角度时,齿轮轴向力和径向力均方根值随输入

转矩的变化曲线。由图6可以看出,轴向力均方根值随输入转矩的增大而增大,呈线性关系,不

对中角度不同,轴向力均方根值相差不大,说明不对中角度为0°~0.5°时齿轮轴向力均方根值主

要与输入转矩相关,基本不受不对中角度大小的影响。

由图7可以看出,不对中角度为0°~0.3°时,齿轮径向力均方根值变化趋势与齿轮轴向力均

方根值变化趋势基本相同,但数值较大。但当不对中角度为0.4°和0.5°时,径向力均方根值大小

及变化规律均发生变化,不但随输入转矩的增大呈减小趋势,而且随不对中角度的增大而增大,

径向力均方根值大于不对中角度为0°~0.3°时的径向力均方根值,且不对中角度为0.5°的径向力

均方根值与不对中角度为0.4°的径向力均方根值近似呈2倍关系,说明此时径向力均方根

文档评论(0)

达芬奇 + 关注
实名认证
文档贡献者

免责声明:本账号发布文档均来源于互联网公开资料,仅用于技术分享交流,不得从事商业活动,相关版权为原作者所有。如果侵犯了您的相关权利,请提出指正,我们将立即删除相关资料。

1亿VIP精品文档

相关文档