風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸系的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸系主要包括主軸、主軸承、軸承座及密封定位零件。主軸系的功能是支撐葉輪,將扭矩載荷傳遞給齒輪箱或發(fā)電機(jī),而將其它載荷傳遞給底座等支撐結(jié)構(gòu)。主軸系的設(shè)計(jì)直接決定了傳動(dòng)鏈布局,進(jìn)而影響整機(jī)的可靠性、可利用率、效率和成本。論文以風(fēng)電機(jī)組主軸系為研究對象,對主軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、熱特性和載荷進(jìn)行了分析,完成兩點(diǎn)支撐主軸系的設(shè)計(jì),利用有限元法對該軸系進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究。本課題的研究方法將對大型風(fēng)電機(jī)組主軸系的自主開發(fā)工作起到指導(dǎo)作用,

2、具有一定的工程參考價(jià)值。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　在調(diào)研了國內(nèi)外主流風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上,按照風(fēng)電機(jī)組主傳動(dòng)系形式的不同,將主軸系劃分為三點(diǎn)支撐、兩點(diǎn)支撐、輪轂內(nèi)主軸系、雙軸主軸系等若干種結(jié)構(gòu)形式,從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、維護(hù)性、主軸承配置等角度對各種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了分析和對比,發(fā)現(xiàn)相比于三點(diǎn)支撐主軸系,兩點(diǎn)支撐主軸系更能滿足機(jī)組大型化發(fā)展的要求。分析了主軸系的熱特性,發(fā)現(xiàn)單個(gè)雙列圓錐滾子軸承的配置比兩個(gè)單列圓錐滾子軸承的配置具有更好的熱穩(wěn)定

3、性。按照來源的不同,將主軸系的載荷分為葉輪重力載荷、空氣動(dòng)力學(xué)載荷和運(yùn)行控制載荷,并對每種載荷來源進(jìn)行了分析。
　　完成某機(jī)組兩點(diǎn)支撐軸系的方案設(shè)計(jì)。建立了軸承跨距與軸承成本的關(guān)系曲線;通過對載荷數(shù)據(jù)的處理,完成主軸承疲勞壽命和靜強(qiáng)度的校核計(jì)算。通過耦合軸承內(nèi)外滾道節(jié)點(diǎn)的有關(guān)自由度來模擬主軸承運(yùn)動(dòng)特性,通過合適的接觸設(shè)置模擬主軸系各零部件的裝配關(guān)系,最終建立主軸系有限元模型。對主軸在16種極限工況下的靜強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了計(jì)算和分析。