基于零部件寿命相关的风电齿轮箱可靠性建模

发布时间：2020-09-07 13:57

　　 随着能源短缺和环境污染问题的日趋严峻,风能作为一种清洁的可再生能源,已被世界各国高度重视。风力发电在世界范围内得到快速发展,风电齿轮箱作为风力发电机组主传动链中将风速转化为发电机所需转速的重要部件,是一种在随机动态载荷条件下服役的低速、重载、增速齿轮传动装置。目前,我国已安装的风力发电机组,特别是大型风电机组的故障率居高不下,其中齿轮箱故障就占了很大的比重。因此,加强对风电齿轮箱的可靠性研究,降低风电机组中齿轮箱的故障率,提高风电机组的性能和可靠性对推动我国风电产业的发展具有重要的意义。 本文基于1.5MW水平轴风电齿轮箱的实际设计参数和工况参数,建立了零部件寿命相关情况下的系统可靠性模型,对风电齿轮箱的系统动态可靠度进行了详细的分析与计算。主要的研究内容包括下述三个方面： (1)以齿轮箱的输出功率为切入点,计算出齿轮箱中各零部件传递的功率。从而求解出齿轮箱各失效零部件的疲劳载荷。 (2)基于随机载荷作用下的机械零部件动态可靠性模型,根据顺序统计理论和随机过程,利用可靠性系数法求解出风电齿轮箱失效零部件各工作时刻的可靠度,并拟合出各失效零部件可靠度随时间变化的动态曲线。 (3)根据各失效零部件的动态可靠度,求解出相应失效零部件的寿命分布函数值。将各零部件的寿命分布函数作为风电齿轮箱系统寿命联合分布函数的边缘分布,运用Copula函数的相关性理论,结合Sklar定理,建立零部件寿命相关时风电齿轮箱的系统可靠性Copula模型。进而基于齿轮箱的实际设计参数和工况数据,求解出零部件寿命相关时风电齿轮箱系统各工作时刻的可靠度,并拟合出系统可靠度随时间变化的动态变化曲线。分析出风电齿轮箱零部件寿命相关时系统可靠度随时间的变化规律。 上述工作充分考虑了齿轮箱载荷的随机性,基于各齿轮的动态可靠度,分析了齿轮箱系统可靠度随时间的变化规律,为齿轮箱的可靠性设计和制定合理的维修计划提供了更真实的理论依据。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：TB114.3;N945.12

【参考文献】

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本文编号：2813431