风力机轮毂装配工序质量控制及装配序列规划方法研究

发布时间：2020-06-01 22:08

【摘要】：风力机作为将风能转化为电能的机械装置,其稳定运行对改革能源结构、减少环境污染等方面有重要意义。轮毂作为风力机叶片与主轴的连接部分,其性能的好坏直接影响风力机的效率与寿命。轮毂装配制造的工序质量控制与装配序列规划决定着轮毂装配质量及可靠性,因此,对上述两者的研究显得尤为迫切。本文在国家自然科学基金项目资金支持下,以2.5MW轮毂为研究对象,依据多品种小批量制造模式与定位布置模式特点,构建轮毂装配关键工序识别的数学模型及工序质量控制图;采用布尔矩阵方法构建轮毂装配关系模型,分别采用NSGA-II与MODA算法优化轮毂装配序列。主要研究内容如下:(1)研究了定位布置模式的轮毂装配关键工序识别。针对定位布置模式的轮毂装配制造,依据生产对象固定、班组作业的特点,利用田口质量损失原理,确定轮毂装配12个定量质量特性的质量损失标准,结合80/20原理,基于改进的质量损失函数构建轮毂装配关键工序识别的数学模型。研究结果表明,该模型能够有效识别轮毂装配关键工序为“安装变桨轴承”与“调整变桨减速器偏心”。(2)建立了基于直觉模糊集的轮毂装配工序相似性评定模型。旨在解决轮毂装配制造过程中相关质量特性数据数量不足的问题,本文应用成组技术与相似理论,提出基于直觉模糊集的工序相似性评定方法,构造轮毂装配工序相似性评定5M1E因素的13项具体指标,据此,基于直觉模糊集的隶属度与非隶属度,构建装配工序相似性评定模型;同时完成轮毂装配成组工序的30组质量特性数据的转换及检验,研究表明,该方法能够高效完成轮毂装配关键工序的质量控制。(3)构造了轮毂装配关系模型与装配序列评价指标及其评价函数。针对传统轮毂装配序列规划存在以经验为主、计算工作量大、效率低等问题,据此,结合轮毂装配制造实际情况,综合考虑零部件联接、支撑等因素,并引入装配关键工序所确定的零部件重要度,利用布尔矩阵方法构建轮毂装配关系模型;综合考虑5个零部件级与3个产品级评价指标,构造轮毂装配序列3个评价函数。(4)研究了基于NSGA-II与MODA算法的轮毂装配序列优化。以装配关系模型为约束条件,评价函数为优化目标,分别采用NSGA-II与MODA算法优化轮毂装配序列,仿真分析种群数量等关键参数对两种算法性能的影响,进而对比分析两种算法的优化结果;研究表明,NSGA-II相比MODA算法更适合轮毂装配序列优化,能够获取最优的轮毂装配顺序及工位分配。
【图文】：

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【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK83

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本文编号：2692138