风力发电机组的传动轴系的设计方法技术

本申请提供一种风力发电机组的传动轴系的设计方法，包括：S51、建立传动轴系的计算模型，计算模型用于将风力发电机组在风轮中心处的第一载荷信息转换至风力发电机组分别在第一轴承的受载点及第二轴承的受载点处的第二载荷信息，第二载荷信息包括对应轴承的径向载荷和轴向载荷；S52、根据第二载荷信息，对第一轴承和第二轴承的静强度和/或疲劳寿命进行评估；S53、根据评估结果，调整第一轴承和/或第二轴承的设计参数大小，设计参数包括径向尺寸、宽度、公称接触角和安装于旋转轴的位置中的至少一个。本申请的风力发电机组的传动轴系的设计方法大大缩短了风力发电机组的开发周期，满足日益竞争激励的风电平价市场。足日益竞争激励的风电平价市场。足日益竞争激励的风电平价市场。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的传动轴系的设计方法


[0001]本申请涉及风力发电机组领域，尤其涉及一种风力发电机组的传动轴系的设计方法。

技术介绍

[0002]随着风电行业平价市场的到来，对风力发电机组的经济性、可靠性要求越来越高，风力发电机组的开发周期也被大大缩短。为了提升风力发电机组的经济性和竞争能力，风力发电机组的容量、叶轮直径逐渐增大，这必然使得风力发电机组的整机载荷也越来越大。风力发电机组的主轴承是载荷传递的重要部件，其承载能力、成本控制和开发周期对风力发电机组的整机开发设计起到了至关重要的作用。
[0003]目前，风力发电机组的传动轴系多选用双列球面滚子轴承，基于双列球面滚子轴承，传动轴系的支撑型式主要有两种，一种是三点支撑设计，一种是两点支撑设计。三点支撑采用一个双列球面滚子轴承支撑风轮旋转轴和齿轮箱扭力臂弹性支撑的设计方案，两点支撑采用一个球面滚子轴承和一个调心滚子轴承支撑风轮旋转轴，或是一个球面滚子轴承和一个圆柱滚子轴承支撑风轮旋转轴的设计方案。双列球面滚子轴承上没有预紧力，受载后单个滚子可能存在不转动的情况，从而导致滑动，这样会产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述传动轴系包括：旋转轴，所述旋转轴的一端用于连接所述风力发电机组的风轮；第一轴承，套设于所述旋转轴靠近所述风轮的一端；第二轴承，套设于所述旋转轴远离所述风轮的一端，其中，所述第一轴承的受载点与所述第二轴承的受载点的距离大于所述第一轴承的中心与所述第二轴承的中心的距离；所述方法包括：建立所述传动轴系的计算模型，所述计算模型用于将所述风力发电机组在风轮中心处的第一载荷信息转换至所述风力发电机组分别在所述第一轴承的受载点及所述第二轴承的受载点处的第二载荷信息，所述第二载荷信息包括对应轴承的径向载荷和轴向载荷；根据所述第二载荷信息，对所述第一轴承和所述第二轴承的静强度和/或疲劳寿命进行评估；根据评估结果，调整所述第一轴承和/或所述第二轴承的设计参数大小，所述设计参数包括径向尺寸、宽度、公称接触角和安装于所述旋转轴的位置中的至少一个。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述建立所述传动轴系的计算模型，包括：确定旋转轴的质量、所述旋转轴相对水平面的仰角、所述第一轴承的中心至所述风力中心的第一距离，所述第一轴承的中心至所述第二轴承的中心的第二距离、所述第一轴承的受载点至所述第一轴承的中心的第三距离、所述第一轴承的中心至所述旋转轴的重心的第四距离及所述第二轴承的中心至所述第二轴承的受载点的第五距离；根据所述第一载荷信息、所述质量、所述仰角、所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离和所述第五距离，建立所述传动轴系的计算模型。3.根据权利要求1所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述第一轴承和所述第二轴承的静强度的评估过程分别包括：根据当前轴承的第一尺寸参数，确定所述当前轴承的基本额定静载荷，所述第一尺寸参数包括：所述当前轴承的滚子直径、滚子长度、公称接触角、滚子个数以及滚子组的节圆直径；根据所述当前轴承的径向载荷和轴向载荷，确定所述当前轴承的当量静载荷；根据所述基本额定静载荷和所述当量静载荷，确定所述当前轴承的静强度安全系数。4.根据权利要求3所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述根据所述当前轴承的径向载荷和轴向载荷，确定所述当前轴承的当量静载荷：确定所述当前轴承的静载荷系数，所述静载荷系数包括轴向静载荷系数和径向静载荷系数，其中所述当前轴承的径向静载荷系数为根据所述当前轴承的公称接触角确定；根据所述当前轴承的径向载荷和径向静载荷系数，确定所述当前轴承的派生轴向力；根据所述第一载荷信息中的轴向载荷、所述第一轴承的派生轴向力以及所述第二轴承的派生轴向力，确定所述当前轴承的轴向静载荷；根据所述当前轴承的轴向静载荷系数、径向静载荷系数、径向载荷和轴向载荷，确定所述当前轴承的当量静载荷。5.根据权利要求4所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一载荷信息中的轴向载荷、所述第一轴承的派生轴向力以及所述第二轴承的派生轴向力，确定所述当前轴承的轴向静载荷，包括：
比较所述第一载荷信息中的轴向载荷与所述第二轴承的派生轴向力之和相对所述第一轴承的派生轴向力的大小；当所述第一载荷信息中的轴向载荷与所述第二轴承的派生轴向力之和大于或等于所述第一轴承的派生轴向力时，所述第一轴承的轴向静载荷的大小等于所述第二轴承的轴向静载荷与所述第一载荷信息中的轴向载荷之和，所述第二轴承的轴向静载荷的大小等于所述第二轴承的派生轴向力大小；当所述第一载荷信息中的轴向载荷与所述第二轴承的派生轴向力之和小于所述第一轴承的派生轴向力时，所述第一轴承的轴向静载荷的大小等于所述第一轴承的派生轴向力大小，所述第二轴承的轴向静载荷的大小等于所述第一轴承的轴向静载荷减去所述第一载荷信息中的轴向载荷获得的差值大小。6.根据权利要求3所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述当前轴承的静强度安全系数大小等于所述当前轴承的基本额定静载荷与当量静载荷的比值大小。7.根据权利要求1所述的风力发电机组的传动轴系的设计方法，其特征在于，所述第一轴承和所述第二轴承的疲劳寿命的评估过程分别包括：根据当前轴承的第二尺寸参数，确定所述当前轴承的基本额定动载荷，所述第二尺寸参数包括：所述当前轴承的滚子直径、滚子长度、公称接触角和滚子个数；根据所述当前轴承的径向动载荷和轴向动载荷，确定所述当前轴承的当量动载荷，所述径向动载荷和轴向动载荷分别为所述当前轴承在不同时刻的径向载荷和轴向载荷；根据所述当量动载荷及风轮在不同时刻的转速，确定所述当前轴承的平均当量动载荷和平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小伟，曹广启，孙振军，许梦华，李晓强，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：