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兆瓦级风电齿轮箱NVH性能分析

发布时间:2018-06-16 14:18

  本文选题:兆瓦级风电齿轮箱 + NVH性能 ; 参考:《重庆大学》2016年硕士论文


【摘要】:风电齿轮箱作为风电装备的核心部件,其动态特性对风机性能有着直接影响,成为国内外研究的重要方向。论文以某一级行星+两级平行轴结构的2MW风电齿轮箱为研究对象,建立齿轮箱系统NVH(Noise、Vibration、Harshness)分析模型,对系统振动、结构噪声进行研究,对减小系统振动噪声具有重要意义。论文主要研究内容及结论如下:(1)分析某兆瓦级风电齿轮箱结构形式与传动原理,将传动系统与结构系统在轴承座节点处耦合起来,建立风电齿轮箱传动系统力学分析模型,对系统关键部件强度进行分析。基于ISO6336标准对各齿轮副强度进行校核,在考虑轴变形的基础上分析其受力、力矩及危险截面应力,计算危险截面安全系数,并对轴承受力和寿命进行分析计算。(2)建立2MW风电齿轮箱NVH分析模型,考虑结构柔性与系统变形,提取各齿轮副时变啮合刚度与传递误差,获得系统内部激励,对系统NVH性能进行研究,得到系统振动响应,利用三分之一倍频程法得到系统结构噪声。研究结果表明相同位置同一阶次振动位移、速度、加速度变化趋势一致,高速轴下风向两轴承座处振动变化趋势基本一致,右轴承座处振动大于左轴承座处。(3)分析齿轮宏观参数与轮齿修形对系统NVH性能的影响。对齿轮宏观参数进行优化,对比分析优化前后系统NVH性能。利用风场测试数据,采用统计分析的方法得到载荷谱,求得载荷谱下各齿轮最佳修形量,并对修形前后系统NVH性能进行分析比较。(4)建立风机振动远程在线监测系统,对风电齿轮箱振动进行测试,获得额定工况下振动加速度响应,并求得高速轴轴承座处结构噪声。将试验结果与仿真分析结果进行对比分析,两者的振动水平或噪声值在允许范围内较为接近,验证仿真分析结果的正确性。
[Abstract]:As the core component of wind power equipment, the dynamic characteristics of the gearbox have a direct impact on the performance of the fan, which has become an important research direction at home and abroad. In this paper, a 2MW wind power gearbox with a two-stage parallel axis structure of one class planet is taken as the research object, and the analysis model of the gear box system NVHHN NoiseVibration-Harshness is established. The research on the system vibration and structural noise is of great significance to reduce the system vibration and noise. The main contents and conclusions of this paper are as follows: (1) analyzing the structural form and transmission principle of a megawatt wind power gearbox, coupling the transmission system and the structural system at the bearing node, and establishing the mechanical analysis model of the wind power gearbox transmission system. The strength of key components of the system is analyzed. Based on ISO6336 standard, the strength of each gear pair is checked. On the basis of considering shaft deformation, the stress, moment and stress of dangerous section are analyzed, and the safety factor of dangerous section is calculated. The NVH analysis model of 2MW wind power gearbox is established. Considering the structural flexibility and system deformation, the time-varying meshing stiffness and transmission error of each gear pair are extracted, and the internal excitation of the system is obtained. The system vibration response is obtained by studying the performance of the system. The structural noise of the system is obtained by using the 1/3 frequency doubling method. The results show that the variation trend of vibration displacement, velocity and acceleration is the same at the same position and the same trend at the wind direction of the two bearing seat under the high-speed shaft. The effects of gear macro parameters and gear tooth modification on NVH performance of the system are analyzed. The macro parameters of gear were optimized and the performance of NVH before and after optimization was compared and analyzed. In this paper, the load spectrum is obtained by using wind field test data, and the optimum modification quantity of gears under load spectrum is obtained. The NVH performance of the system before and after modification is analyzed and compared. (4) A remote on-line monitoring system for fan vibration is established. The vibration of the wind power gearbox is measured and the vibration acceleration response under rated working condition is obtained and the structural noise at the bearing seat of the high speed shaft is obtained. By comparing the experimental results with the simulation results, the vibration level or the noise value of the two are close within the allowable range, which verifies the correctness of the simulation results.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM315;TH132.41

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本文编号:2026979

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