风电齿轮箱行星结构动态均载测试方法研究

【摘要】：中国风能资源丰富,开发潜力巨大,必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。我国大型风力发电机制造业基本从零起步,目前已经掌握了750KW至6MW的风电齿轮箱零部件的设计制造技术,并实现了批量生产。但总的来说,关键零部件设计制造技术仍是我国风机制造业长期发展的最大瓶颈。从设计到制造还依赖国外技术,没有完全摆脱引进、模仿、再引进、再模仿的模式。 风电齿轮箱是一种重载、低速、增速齿轮传动装置,其工作的条件是无规律变向风力作用及强阵风冲击的变载荷,在工作过程中,系统受力情况复杂。对风电齿轮箱力和变形情况进行研究有助于改进设计,从设计的角度降低振动,保证其设计寿命和系统的可靠性,对我国风电技术发展有着重要的意义。在国外,进入风电场的风电机组必须通过认证。在认证的发展和应用领域一直处于领先地位的欧洲国家,例如德国、丹麦和荷兰,由于其技术在世界上一直处于领先的水平,其认证体系也是最完善的。本文主要是为了使齿轮箱通过德国船级社风电齿轮箱认证体系,做的一项必不可少的行星齿轮均载测试,以验证风电齿轮箱行星机构的设计是否满足设计要求。 在本论文研究中,主要展开了如下工作： 介绍了GL认证相关的技术要求,研究了测试加载系统的原理以及测试加载系统的建立。 完成了满足GL风量齿轮箱认证要求的一级齿圈应变测试方案的制定,以及应变片的粘贴、齿轮箱箱体内部的布线。研究确定了GL要求测量的相关量计算原理及计算的方法。 通过不同载荷情况下行星传动试验及试验数据的分析处理,得出实际的均载效果和工程设计用的试验数据。 总之,通过研究,基本掌握了满足GL认证要求的应变测试方法,以及相应的数据分析处理方法。不仅提高了专业技术水平,而且对今后企业行星齿轮的设计和加工将有大的指导；对提升行星齿轮产品综合性能指标、齿轮箱的产品质量及以后更加深入的研究都有一定的参考价值和意义。 【关键词】：行星齿轮 动态均载测试 测试方法研究
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 全球风电产业发展现状9-11
• 1.1.1 全球风电市场发展现状9
• 1.1.2 全球风电场装机情况9-11
• 1.2 我国风电产业发展现状11
• 1.3 风力发电机组齿轮箱零部件制造业发展趋势11-12
• 1.3.1 齿轮箱的结构形式11
• 1.3.2 齿轮箱的主要趋势11-12
• 1.4 本文研究的必要性12-13
• 1.5 国内外研究现状13-14
• 1.6 本文研究的主要内容14-16
• 2 动态均载测试原理16-27
• 2.1 本文研究的齿轮箱结构形式16-17
• 2.2 行星均载及研究意义17-19
• 2.3 应变片工作原理及连接方式19-22
• 2.4 测试的基本原理及方法22-27
• 2.4.1 测试的原理22-24
• 2.4.2 测量方法24
• 2.4.3 测量位置24-27
• 3 动态均载测试系统及测试方法27-38
• 3.1 测试加载方案27-30
• 3.2 应变片的选择30-31
• 3.3 应变片的粘贴31-33
• 3.3.1 应变测试布置31
• 3.3.2 应变片粘贴位置确定31-32
• 3.3.3 应变片粘贴工艺32-33
• 3.4 桥路选择33-34
• 3.5 齿轮箱内部的布线34-35
• 3.6 测试系统构成35-38
• 3.6.1 测试设备35-36
• 3.6.2 测试仪器36-38
• 4 测试流程及数据计算方法38-50
• 4.1 测试调试38-39
• 4.2 测试步骤39-43
• 4.2.1 加载测试39-40
• 4.2.2 测试数据40-43
• 4.3 数据计算方法43-46
• 4.3.1 齿向载荷分布系数K_(Hβ)和K_(Fβ)44
• 4.3.2 载荷分布系数K_γ44
• 4.3.3 K_(Hβ)、K_(Fβ)和K_γ的试验数据计算方法的确定44-46
• 4.4 均载测试分析46-50
• 结论50-51
• 参考文献51-53
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况53-54
• 致谢54-55

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