大功率风电增速器性能评价研究

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近几年来,能源紧缺与环境污染等社会问题推动了风能产业快速发展,但其设备质量水平却严重滞后于发展速度,因此如何提高设备性能成为了一个刻不容缓亟需解决的问题。增速器作为风机中造价昂贵、失效率高的部件之一,其性能是制约设备整体质量水平的一大因素。进行风电增速器性能的综合评价研究,有助于产品设计参数合理化、整体性能最优化,对推动增速器发展有一定积极意义。本文将3MW两级行星一级平行轴风电增速器作为研究对象,使用数值计算和有限元分析方法,展开了其性能综合评价相关方面的研究工作,同时将完成的理论模型运用到实际方案评价中。论文具体内容有:(1)考虑研究对象具体情况,结合前人理论,阐述以可靠性、体积、动态特性为指标体系的甄选过程,并给出指标数据预处理方式,选取主观赋权确立权重向量,运用加权平均法综合指标和权重系数,建立出风电增速器系统评价体系。(2)根据系统内部齿轮、轴和轴承的主要失效形式,针对三者分别构建可靠性模型,考虑齿轮自身特点,进一步研究参数对其应力、可靠性的影响,通过分析变化趋势,从中总结出一定规律。与此同时,在零件可靠性模型完成的前提下,建立系统可靠性模型,进行系统可靠度估算。(3)建立齿轮系统整机三维模型,使用分析软件,求解整机固有频率与箱体轴承座处振动加速度RMS,改变系统参数具体取值,研究其对上述两者的相应影响,通过分析数据结果得到变化规律。(4)在性能评价模型完成的基础上,以实际运用的方式对前述内容进行深化收尾。基于不同出发点确立多组权重向量,分别对各组权重向量条件下的设计方案使用综合评价方法进行性能评价,得到相应方案综合性能优劣排序。
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