【摘 要】
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齿轮箱是风电机组的关键部件之一,其平稳、可靠、安全运行是保证机组高效发电的重要条件。齿轮箱的齿轮微观修形技术是改善齿轮振动偏载问题,延长其服役寿命的有效解决方法,但传统的微观修形理论存在应用局限性,故在传动链设计初期通过多体动力学建模和仿真实验对修形量进行分析设计,提高机组运行的稳定性和可靠性显得尤为重要。围绕上述内容,在国家重点研发计划课题(课题编号:2018YFB1501304)大型海上风电机
【基金项目】
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国家重点研发计划课题(课题编号:2018YFB1501304)大型海上风电机组“传动链关键部件优化设计和批量制造工艺及检测技术”;
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齿轮箱是风电机组的关键部件之一,其平稳、可靠、安全运行是保证机组高效发电的重要条件。齿轮箱的齿轮微观修形技术是改善齿轮振动偏载问题,延长其服役寿命的有效解决方法,但传统的微观修形理论存在应用局限性,故在传动链设计初期通过多体动力学建模和仿真实验对修形量进行分析设计,提高机组运行的稳定性和可靠性显得尤为重要。围绕上述内容,在国家重点研发计划课题(课题编号:2018YFB1501304)大型海上风电机组“传动链关键部件优化设计和批量工艺及检测技术”的资助下,取得了如下研究成果:(1)基于Romax Designer平台建立了兆瓦级风电机组两级行星一级平行轴齿轮箱参数化传动模型,施加不同的工况载荷,进行动态仿真模拟实验。对各工况下各级齿轮组进行静态分析与强度校核,得到齿轮箱关键部位承受的应力值与载荷谱,验证了高速级齿轮组承载应力最大的特点,精准定位需要修形的齿轮副。(2)基于静态分析结果,以最大齿面载荷、传动误差和偏载接触情况为评价指标,分别利用经验公式、基于齿面载荷分布情况推导修形函数及遗传算法选择合理的修形量和修形方式,对高速级齿轮副进行微观修形,改善其额定工况下的啮合特性,并进行横向对比。(3)齿轮修形仿真研究结果表明,三种修形方法在不同评价指标下表现出了不同程度的修形优势:经验公式法计算过程较为简便但难以综合兼顾实际情况;函数修形法以轮齿变形量为出发点,在降低最大齿面载荷方面较为理想,更加贴近实际应用;遗传算法修形在改善偏载方面较为理想,但修形结果与遗传算子和初始修形范围的选择有关。
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