评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法、系统和存储介质，本申请在考虑到轴承、销轴和甩油环的过盈量共同对转架与主轴装配区域的影响后，通过提前对转架与主轴装配区域处转架的收缩量进行计算，进而根据收缩量提前对转架进行加工设计，确保了风电齿轮箱在安装时与主轴能完全对接到位，避免重复装配的情况产生。况产生。况产生。

【技术实现步骤摘要】
评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及风电齿轮箱结构设计领域，特别涉及评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]风能是可再生能源中具有代表性的一种，它对保护环境和维持生态平衡，以及减少对常规能源依赖和改善能源结构有重要意义。风电能源的推进促进了风机的发展，而风电齿轮箱作为风机的关键部件，对于整个系统的正常运转至关重要。风机工作原理为叶片将风能转换为动能，通过传动系统传递到发电机，发电机产生电能输入到电网，其中叶片在风能带动下转动，从而带动与叶片连接的主轴转动，主轴与风电齿轮箱连接，从而将风能转化的动能传递到风电齿轮箱内部。
[0003]风电齿轮箱的安装地点大部分均为高处，需要大型设备配合，安装耗时长，难度大，因此需要尽可能的将风电齿轮箱一次性安装到位，减少重复装配的过程，但是在叶片的主轴与风电齿轮箱转架的对接装配过程中，工作人员往往会发现，由于风电齿轮箱输入端的转架处由于各个零配件的安装，导致输入端处的转架会产生收缩的情况，从而导致主轴在安装入风电齿轮箱时，无法安装到底，由此需要对转架进行重现加工，严重耽误了安装进度，因此需要在风电齿轮箱在装配前，计算出转架的收缩量，对转架提前进行加工设计，针对这一需求，本申请提出了一种解决方案。
[0004]因此针对这一问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种计算风电齿轮箱的转架与主轴装配区域处转架收缩量的方法，能够根据收缩量提前对转架进行加工设计，确保在安装时与主轴能完全对接到位，避免重复装配的情况产生。
[0006]技术方案：本专利技术所述的评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1：在制图软件中建立风电齿轮箱行星转架的几何模型，所述几何模型包括有转架、轴承、轴承座、甩油环和销轴；
[0008]S2：将风电齿轮箱行星转架的几何模型导入有限元软件，建立有限元模型；
[0009]S3：在有限元软件中定义有限元模型各部件的单元类型，并进行网格划分，同时定义各部件的材料属性；
[0010]S4：在有限元模型中，对过盈配合的部件设定过盈量；
[0011]S5：对有限元模型施加边界条件；
[0012]S6：在转架与主轴的连接处内表面设置求解路径path，将有限元模型提交至有限元软件进行求解，针对线性静态结构分析问题，求解如下方程：
[0013]Kx＝F
[0014]其中x是位移矩阵，为需要求解的未知量，K是一个常量矩阵，F是静态加载到模型上的载荷；
[0015]S7：有限元软件完成求解后，从结果数据中提取求解路径的变形结果，得到转架与主轴装配区域处转架的半径最大收缩量；
[0016]S8：将提取的变形数据进行绘制，绘制出转架的收缩曲线。
[0017]作为优选，S1中所述的几何模型中，所述转架的一端的内壁与主轴装配，另一端的轴向设置有多根销轴，所述甩油环与轴承依次设置在转架与主轴装配区域的转架的外壁上。
[0018]作为优选，所述S3中单元类型为实体单元。
[0019]作为优选，所述S4中过盈配合的部件包括有：销轴与转架之间为过盈配合；轴承的内圈与转架之间为过盈配合；甩油环的内圈与转架之间为过盈配合。
[0020]作为优选，所述销轴与转架之间为过盈配合，具体为：销轴的上风向与转架之间过盈配合，销轴的下风向与转架之间过盈配合，所述销轴的上风向为销轴靠近主轴侧一端，销轴的下风向为销轴靠近主轴侧的另一端。
[0021]作为优选，所述S5中边界条件具体为：销轴与转架之间为摩擦接触；轴承、甩油环与转架之间为摩擦接触。
[0022]作为优选，所述S6中的载荷F是由过盈量引起的静载荷。
[0023]有益效果：
[0024](1)、本申请利用有限元软件对转架与主轴装配区域的收缩量进行提前的评估，有利于提前设计针对性的加工方案，极大的加快了加工与装配的流程，节省了重复装配的人力和时间成本；
[0025](2)、本申请考虑了轴承、销轴和甩油环的过盈量共同对转架与主轴装配区域的影响，并且与风电齿轮箱的加工装配流程保持一致，保证了计算结果的真实性。
附图说明
[0026]图1是本申请在有限元软件中的结构示意图；
[0027]图2是本申请定义完单元类型并进行网格划分后示意图；
[0028]图3是本申请中各部位过盈配合处结构示意图；
[0029]图4是本申请中转架在有限元软件中模拟得到的收缩路线一；
[0030]图5是本申请中转架在有限元软件中模拟得到的收缩路线二；
[0031]图6是本申请中转架的收缩曲线。
[0032]其中：1、转架；2、轴承；3甩油环；4销轴；a、销轴的上风向；b、销轴的下风向；c、轴承的内圈；d、甩油环的内圈。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例，对本申请做进一步的阐述。
[0034]本实施例具体包括以下步骤：
[0035]S1：在制图软件中建立风电齿轮箱行星转架的几何模型，所述几何模型包括有转架1、轴承2、甩油环3和销轴4；
[0036]具体的，转架1的一端的内壁与主轴装配，另一端的轴向设置有多根销轴4，甩油环3与轴承2依次设置在转架1与主轴装配区域的转架1的外壁上。
[0037]S2：将风电齿轮箱行星转架的几何模型导入有限元软件，如图1所示，建立有限元模型，在本实施例中采用有限元软件ANSYS WorkBench；
[0038]S3：如图2所示，在有限元软件中定义有限元模型各部件的单元类型为实体单元，其他单元属性采用默认属性，单元尺寸设置为200mm，并进行网格划分，进行网格划分之后，模型的单元总数为1459619，有2170675个节点；
[0039]定义各部件的材料属性，转架1采用球铁700材料，编号EN
‑
GJ700
‑
2U/EN1563，弹性模量E＝176GPa，泊松比v＝0.275，密度ρ＝7200kg/m3，其他部件采用WorkBench中的默认材料结构钢，弹性模量E＝200GPa，泊松比v＝0.3，密度ρ＝7850kg/m3；
[0040]S4：如图3所示，在有限元模型中，对过盈配合的部件设定过盈量，具体的：销轴的上风向a处与转架1之间过盈配合，过盈量为0.28mm；销轴的下风向b处与转架1之间过盈配合，过盈量为0.20mm；轴承的内圈c处与转架1之间为过盈配合，过盈量为0.48mm；甩油环的内圈d处与转架1之间为过盈配合，过盈量为0.52mm；
[0041]S5：如图4所示，对有限元模型施加边界条件，具体的：销轴4与转架1之间为摩擦接触，摩擦系数为0.12；轴承2、甩油环3与转架1之间为摩擦接触，摩擦系数为0.15；
[0042]S6：在转架1与主轴的连接处内表面设置求解路径path，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1：在制图软件中建立风电齿轮箱行星转架的几何模型，所述几何模型包括有转架、轴承、甩油环和销轴；S2：将风电齿轮箱行星转架的几何模型导入有限元软件，建立有限元模型；S3：在有限元软件中定义有限元模型各部件的单元类型，并进行网格划分，同时定义各部件的材料属性；S4：在有限元模型中，对过盈配合的部件设定过盈量；S5：对有限元模型施加边界条件；S6：在转架与主轴的连接处内表面设置求解路径path，将有限元模型提交至有限元软件进行求解，针对线性静态结构分析问题，求解如下方程：Kx＝F其中x是位移矩阵，为需要求解的未知量，K是一个常量矩阵，F是静态加载到模型上的载荷；S7：有限元软件完成求解后，从结果数据中提取求解路径的变形结果，得到转架与主轴装配区域处转架的半径最大收缩量；S8：将提取的变形数据进行绘制，绘制出转架的收缩曲线。2.根据权利要求1所述的评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法，其特征在于：S1中所述的几何模型中，所述转架的一端的内壁与主轴装配，另一端的轴向设置有多根销轴，所述甩油环与轴承依次设置在转架与主轴装配区域的转架的外壁上。3.根据权利要求1所述的评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法，其特征在于：所述S3中单元类型为实体单元。4.根据权利要求1所述的评估风电齿轮箱中转架收缩量的方法，其特征在于：所述S4中过盈配合的部件包括有：销轴与转架之间为过盈配合；轴承的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继强，赵世宇，沈健，
申请(专利权)人：德力佳传动科技江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：