風力發(fā)電機組主軸系的設計與研究.pdf

1、風力發(fā)電機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,而將其它載荷傳遞給底座等支撐結構。主軸系的設計直接決定了傳動鏈布局,進而影響整機的可靠性、可利用率、效率和成本。論文以風電機組主軸系為研究對象,對主軸系的結構特點、熱特性和載荷進行了分析,完成兩點支撐主軸系的設計,利用有限元法對該軸系進行了詳細分析與研究。本課題的研究方法將對大型風電機組主軸系的自主開發(fā)工作起到指導作用,

2、具有一定的工程參考價值。本文的主要工作內容如下:
　　在調研了國內外主流風機的基礎上,按照風電機組主傳動系形式的不同,將主軸系劃分為三點支撐、兩點支撐、輪轂內主軸系、雙軸主軸系等若干種結構形式,從經(jīng)濟性、可靠性、維護性、主軸承配置等角度對各種結構形式進行了分析和對比,發(fā)現(xiàn)相比于三點支撐主軸系,兩點支撐主軸系更能滿足機組大型化發(fā)展的要求。分析了主軸系的熱特性,發(fā)現(xiàn)單個雙列圓錐滾子軸承的配置比兩個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、空氣動力學載荷和運行控制載荷,并對每種載荷來源進行了分析。
　　完成某機組兩點支撐軸系的方案設計。建立了軸承跨距與軸承成本的關系曲線;通過對載荷數(shù)據(jù)的處理,完成主軸承疲勞壽命和靜強度的校核計算。通過耦合軸承內外滾道節(jié)點的有關自由度來模擬主軸承運動特性,通過合適的接觸設置模擬主軸系各零部件的裝配關系,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度和剛度進行了計算和分析。