某风力发电机齿轮箱行星架的有限元分析

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某风力发电机齿轮箱行星架的有限元分析

作者：任文彬,王碧石

来源：《科技传播》2011年第13期

摘要本文通过有限单元法，结合材料性能和工作状态，运用ANSYS-Workbench（AWB）软件分析齿轮箱行星架的应力和变形，证明了行星架的性能符合风力发电的相关标准。

关键词有限元；AWB；应力；变形

中图分类号TM315 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0043-02

0 引言

风力发电的过程就是将风能转化为电能的过程。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过增速器齿轮副的增速作用来实现，而行星齿轮增速箱（文中简称为齿轮箱）是最为常见的一种。

行星架是齿轮箱中的关键零部件，工作时承受较大的随机扭转载荷。行星架一旦失效，会导致整个齿轮箱的失效、风力发电机停机，所以要在设计阶段确保行星架不发生破坏

本文将运用有限元分析软件ANSYS-WORKBENCH(AWB)对行星架进行线性静力结构分析，证实该行星架符合风电的相关规定。

1 行星架有限元模型的建立

AWE的实体建模功能，比ANSYS有所提高，但相对于专业CAD软件，还是有所欠缺。而AWE可以通过IGES格式导入由各个CAD软件所作的实体模型，而且对于主流的CAD软件还集成有专门的插件，避免了以往通过IGES格式导入数据而造成的单元丢失等问题，保证了最好的CAE结果。

1.1 三维模型的建立

根据厂家提供的图纸，采用三维CAD软件Solidworks，建立了行星架的三维实体模型，如图1所示。

将行星架的三维图导入到AWB中，在“Engineering Data”菜单下输入行星架的的材料参数，以便建立行星架的有限元模型。本文中，行星架采用QT700-2，查找文献1可知QT700-2的抗拉强度为700MPa，屈服强度为420 MPa，密度为7 300kg/m3，弹性模量为1.55GP，泊松比为0.27。

双馈式风力发电机剖析

双馈式风力发电机 【摘要】随着地球能源的日益紧缺，环境污染的日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术，其主要优点在于风轮以变速运行。通过调节发电机转子电流的大小、频率和相位，从而实现转速的调节。而其中双馈发电机构成的风力发电系统已经成为目前国际上风力发电的必然趋势。 关键词：风能风力发电变速恒频双馈式发电机 一、风力发电 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。 风力发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13~25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

风电行星齿轮箱

第一级行星传动采用四行星轮柔性轴结构。在力的作用下，行星中心轴可以发生微量变形，通过弹性调整，使整个行星传动系统中各个行星轮的载荷分配趋于一致，保证行星轮系啮合精确平稳，行星轮系功率均匀分流，起到改善系统均载的目的。同时也降低了各零件加工、装配误差对系统传动的影响，从而提升了系统抗冲击载荷的能力，极大的提高了系统各部件安全系数，保证了其可靠性。 将常用的3行星轮设计为4行星轮，可以将单个行星轮的载荷由原来的1/3降低至1/4，较好的解决了三个行星轮因载荷过大造成齿轮和轴承过早失效的问题，同时提高了行星轮系的承载能力。 运用最先进的CAD/CAE软件对齿轮箱设计进行分析 首次考虑了3倍载荷的要求，防止了风场瞬间过高载荷影响齿轮箱的寿命。 按照ISO6336、AGMA6006等标准要求对齿轮箱传动系统进行齿轮接触疲劳强度；重零部件应力、固有频率进行计算；对静强度、疲劳强度、模态进行分析。 按照DIN /ISO 281增补4要求，对齿轮箱轴承进行寿命分析和优化设计。 利用载荷持续时间分布(LDD)对齿轮进行疲劳分析。利用有限元分析法计算轴在极端转矩(1806 kNm)载荷状况的应力。对齿轮箱轴承按照DIN /ISO 281增补4要求进行寿命分析。所有分析结果均满足设计要求。 设计中应用ROMAX齿轮微观几何优化软件模块来获得所有扭矩载荷工况下的接触斑点并对齿轮进行齿向和齿廓修形，从而避免边缘接触，以获得良好的接触斑点，并降低传动误差，减小噪声。

修形后不同载荷状况齿轮接触斑点图 之前一段时忙着一些个人的事情，一直没时间，这么晚回复网友uestclzl的一个帖子，很抱歉。以下写一下我对风电齿轮箱的一些认识，由于我也是自己摸索的，错误之处在所难免，欢迎大家指正。 原帖见下 单纯的风电齿轮箱的类型撇开不讲，我讲一下驱动链的类型（Drivetrain ） 1. 传统齿轮箱。之前600KW以下的机组往往选择平行轴齿轮箱，兆瓦级机组几乎全部是行星齿轮箱。目前较常见的是一级行星轮加两级平行轴和两级行星轮加一级平行轴齿轮箱，两级行星轮在2WM以上的机组中使用。比较特殊的的是力士乐的差动齿轮箱技术，由于差动轮由两个自由度，使用差动轮技术可以进行功率的分汇流，减少零部件的载荷，进而达到减少体积和重量的目的。另外还有以美国CLIPPER为代表的一机四电机布置。使用多行星轮和柔性轴技术也是目前在探索的方向。目前Winergy的最大的齿轮箱据说有6MW，他们占据了大约40%的市场份额，上次在北京的时候听他们的销售人员说是为NORDEX 开发的。国内目前的技术水平在3MW，华锐重工制造的，似乎是ROMAX给设计的，已经在东海风电场挂机运行，有待时间验证。1.5MW,2MW南高齿和重齿都能批生产，1.5兆瓦的价格在100万左右。但是齿轮箱的产能受到轴承供应的严重制约，轴承也是风电齿轮箱中一个极易损坏的部件。本来齿轮箱只需要承担扭矩就可以，但是由于传统的传动链布置方案，使得齿轮箱不得不承受弯矩的影响，也导致了齿轮箱提前损坏。就此ALSTOM提出的纯扭矩技术，也可以说是一种创新的尝试。 2.直驱机组这个就不多讲了，由于齿轮箱故障频繁，需要定期维护，制造要求高，供需紧张等原因，直驱 机组省去了齿轮箱，由叶轮直接驱动转子发电。 3.混合驱动，又称为半直驱，一般是一级行星轮加永磁电机，一级增速比1：9.92在大多数人看好的一种驱动形式。现在比较成功的机组是MULTIBRID的M5000，齿轮箱的制造商是德国Renk公司，REPOWE R的5M的齿轮箱也是由其提供的。由于直驱机组极数多，往大容量方向发展时，其定子直径也要增大，就会带来运输和安装困难，所以半直驱可以说是一种折中方案。GE推出的Integrated技术也是同样的原理，国内的金风可能已经掌握了该技术并在3MW的机组上进行了尝试，制造商应该是南高齿。Aerodyn 给明阳提供的Interdrive技术，即所谓的紧凑型驱动技术，风机09年10月份在北京有模型展出，也可以

平面桁架结构的有限元分析

运用ANSYS进行平面刚架模拟建模及误差分析 摘要 有限单元法（或称有限元法）是在当今工程分析中获得最广泛应用的数值计算方法。由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。伴随着计算机科学和技术的快速发展，现已成为计算机辅助设计和计算机辅助制造的重要组成部分。ANSYS软件是目前世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计软件接口，实现数据的共享和交换。本文主要分析平面刚架在均布荷载作用下模拟的有限元模型计算与手工计算之间的误差。 关键字：ANSYS软件有限元平面刚架 PIANE STEEL FRAME WITH ANSYS SIMULATION MODELING AND ERROR ANALYSIS ABSTRACT Finite element method (or finite element method) is the most widely used in modern engineering analysis of numerical calculation method. Because of its versatility and effectiveness, attaches great importance to by the engineering and technology. Along with the rapid development of computer science and technology, has now become a computer aided design and computer aided manufacturing is an important part .At present,the software of ANSY is the fastest growing computer aided engineering (CAE) software on the world, interfacing with the majority of computer aided design software, realizing the sharing and exchange of data. This paper mainly analyzes the model of planar frame software of ANSYS. KEYWARDS:software of ANSYS，finite element，planar frame

机械毕业设计英文外文翻译64超高速行星齿轮组合中内部齿轮的有限元分析

翻译部分 英文原文 Finite Element Analysis of internal Gear in High-Speed Planetary Gear Units Abstrac t: The stress and the elastic deflection of internal ring gear in high-speed spur planetary gear units are investigated. A rim thickness parameter is defined as the flexibility of internal ring gear and the gearcase. The finite element model of the whole internal ring gear is established by means of Pro/E and ANSYS. The loads on meshing teeth of internal ring gear are applied according to the contact ratio and the load-sharing coefficient. With the finite element analysis(FEA),the influences of flexibility and fitting status on the stress and elastic deflection of internal ring gear are predicted. The simulation reveals that the principal stress and deflection increase with the decrease of rim thickness of internal ring gear. Moreover, larger spring stiffness helps to reduce the stress and deflection of internal ring gear. Therefore, the flexibility of internal ring gear must be considered during the design of high-speed planetary gear transmissions. Keywords: planetary gear transmissions; internal ring gear; finite element method High-speed planetary gear transmissions are widely used in aerospace and automotive engineering due to the advantages of large reduction ratio, high load capacity, compactness and stability. Great attention has been paid to the dynamic prediction of gear units for the purpose of vibration reduction and noise control in the past decades(1-8).as one of the key parts, internal gear must be designed carefully since its flexibility has a strong influence on the gear train’s performance. studies have shown that the flexibility of internal gear significantly affects the dynamic behaviors of planetary gear trains(9).in order to get stresses and deflections of ring gear, several finite element analysis models were proposed(10-14).however, most of the models dealt with only a segment of the internal ring gear with a thin rim. the gear segment was constrained with corresponding boundary conditions and appoint load was exerted on a single tooth along the line of action without considering the changeover between the single and double contact zone in a complete mesh cycle of a given tooth. A finite element/semi-analytical nonlinear contract model was presented to investigate the effect of internal gear flexibility on the quasi-static behavior of a planetary gear set(15). By considering the deflections of all gears and support conditions of splines, the stresses and deflections were quantified as a function of rim thickness. Compared with the previous work, this model considered the whole transmission system. However, the method described in Ref. (15) requires a high level of expertise before it can even be successful. The purpose of this paper is to investigate the effects of rim thickness and support conditions on the stress and the deflection of internal gear in a high-speed spur planetary gear transmission. Firstly, a finite element model for a complete internal gear fixed to gearcase with straight splines is created by means of Pro/E and ANSYS. Then, proper boundary conditions are applied to simulating the actual support conditions. Meanwhile the contact ratio and load sharing are considered to apply suitable loads on meshing teeth. Finally, with the commercial finite element code of APDL in ANSYS, the influences of rim thickness and support condition on

风电安装手册

风力发电机安全手册编号：FT000320-IT R00

目录 1．责任与义务 2．安全和防护设备 2．1 必备设备 2．2 用于特殊操作的设备2．2．1 用于紧急下降的设备2．2．2 其它特殊操作 3．基本安装注意事项 3．1 概述 3．2 对风力发电机的操作 3．3 在风力发电机附近逗留及活动3．4 访问控制单元和面板 3．5 访问变压器平台 4．安全设备 4．1 紧急停止 4．2 与电网断开 4．3 过速保护设备（VOG） 4．4 机械安全设备 4．4．1 啮合锁 4．4．2 活动元件的保护罩4．4．3 机舱顶的栏杆 4．4．4 机舱后门的栏杆 5．在风力发电机内部检查或工作6．对风力发电机的设备的操作6．1 使用绞盘 6．2 使用紧急下降器 7．风力发电机的固定 8．急救 9．应急计划 10．发生火灾时的应急措施11．发生事故时的措施

1．责任与义务 Gamesa Eólica将安全与健康方向的考虑放在首位并一以贯之，因此在我们生产的风力发电机的设计中体现了防护的需要。 设计是在决不损害人、动物或者财产的前提下进行的。因此，只要风力发电机的安装、维护和使用遵照Gamesa Eólica的设计，就不会出现这方向的问题。 经批准接触或使用风力发电机的人员在《工作场所安全与健康》方面有权得到有效保护。 同样，经批准在风力发电机中进行有关工作的人员必须遵守《工作场所的安全与健康以防工作场所事故》的有关法律及法规，在执行任务时必须正确地使用工作设备和所有防护性设备，在可能遇到的危险情况的出现必须及时报告。 经批准执行安装任务的人员必须已经接收了足够且合适的理论与实践方面的训练以正 确执行任务。 本文档介绍基本的预防，在接触风力发电机时在安全方面必须遵守的义务及程序。不同维护工作的具体安全措施将在有关这些操作的具体文档中介绍。 2．安全及防护设备 2．1必备设备 在对风力发电机进行任何检查或者维护工作之前，每个人至少应该理解如下设备的使用说明： ●安全设备 ●可调的系索 ●系索（1m和2m） ●安全头盔 ●安全手套 ●防护服 除了上面指出的设备外，每个维护或者检查小组必须具有如下物件： ●紧急下降设备 ●灭火器（在运输工具中有） ●移动电话 在任何时候，不管是在风力发电机内部还是在其外部，都应该使用安全头盔。 建议在上升设备中准备手电筒、安全眼镜和保护性耳塞，这取决于要完成的工作（是对正在运行的风力发电机的检查还是维护）。 操作者必须正确使用安全设备并在使用之前和之后都对安全设备进行检查。对安全设备

超市荷载

前段时间做了一个下面两层商铺的项目，对于大型超市楼面活荷载的确定个人觉得规范上面取值偏小，在网上搜索了一下，现整理出来供大家参考 大型超市楼面等效活荷载的确定 1 前言 随着社会经济水平的不断发展，近些年来，大型超市如雨后春笋般在各地逐渐兴起。大型超市几乎都采用敞开式货架，商品堆放与以往的商场相比要集中得多，某些区域特别是仓储区和饮料堆放区，货物的活荷载相当大。但在传统的建筑结构设计中，依据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)，商场的楼面活荷载标准值通常取3.5kN／m2。在对上海某大型超市的几个分店的调查研究中发现这个值在超市的很多区域已经被大大超过，某些区域实测的均布荷载值甚至超过了20kN／㎡，这些区域主要集中在仓储区和卖场的食品杂货区，而且在这些区域的楼板上都不同程度地出现了裂缝，建筑物的安全性和耐久性已经受到了极大的影响。由于目前国内尚未有针对大型超市的楼面荷载规范，在进行大型超市的结构设计时，楼面活荷载究竟如何取值，才可以既安全又经济呢?为此，我们对某大型超市几个分店的卖场和仓储区内的商品堆放情况及楼板结构进行了调查，并对荷载的调查结果进行了归纳分析，在此基础上完成了各种结构形式在不同荷载分布情况下楼板的内力分析，归纳了针对该类超市的等效均布荷载,并提出了大型超市设计时楼面活荷载的建议取值。 2 荷载调查 调查的内容主要分两部分，一是建筑物的结构，包括超市的结构形式、柱距、梁板跨度、结构构件的几何尺寸等；二是超市各区的实际荷载分布，这又包含了两方面的内容，一方面是货架及上面堆放的商品重量和设备的重量，采用了按满载情况下实测的方法，通过清点货架上堆满商品时的数量和实际称量该商品的单位重量计算得出，货架和设备的自重分别由商家和铭牌提供；另一方面是货架及设备的尺寸以及在商场内的位置情况，通过现场量测得出。对于货架以外的过道区域按3.OkN／㎡取，货架立柱或设备支腿随间距较近的情况将其上的荷载视为均布，间距较大时考虑成集中荷载。这样，通过对这些测量数据进行整理归纳得出了超市楼面上荷载分布。考虑到超市在使用过程中商品的堆放区域可能会进行调整，因此对各个区域的荷载再进行比较分析，选取各区内具有代表性的最大荷载进行结构计算。整理结果见表l。 表1

风力发电机的增速齿轮箱的设计

摘要 风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。 本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。 首先，确定齿轮箱的机械结构。选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。 其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。 然后，对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。先利用常规算法进行理论分析计算。关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计，建模 Abstract The rapid development of wind power industry lead to the prosperity of wind power equipment manufacturing industry．As the core component of wind turbine，the gearbox is received much concern from related industries and research institution both at home and abroad．However, due to the domestic research of gearbox for wind turbine starts late，technology is weak，especially in the gearbox for MW wind turbine，which mainly relied on the introduction of foreign technology．Therefore，it is urgent need to carry out independent development and research on MW wind power gearbox，and truly master the design and manufacturing technology in order to achieve the goal of localization． This paper takes the wind power。The independent design of the gearbox matching for the wind turbine has been carried out by selecting the transmission scheme and calculating the gear parameters。 Firstly, the mechanical structure of gearbox is determined．The two-stage derivation planetary transmission scheme is selected．The gear parameters of every stage transmission is

啮合刚度对MW 级风电行星齿轮传动系统固有特性的影响

啮合刚度对MW 级风电行星齿轮传动系统固有特性的影响 摘要：本文针对MW 级风电行星齿轮传动系统，进行了固有频率参数敏感度分析，主要研究了啮合刚度的变化对固有频率的影响。利用MW 级风电行星齿轮传动系统振动模态特性对敏感度公式进行了简化，得到了啮合刚度对于固有频率的影响规律，研究结果为结构优化设计提供了重要参考。 关键词：啮合刚度 风电行星齿轮传动系统 固有特性 0 引言 行星传动系统具有结构复杂紧凑，传动比范围大，承载能力强等特点，是风力发电机传动系统的重要部件之一。故研究风力发电机行星传动系统的动态特性及相关影响因素的评价方法，有助于改善和提高风力发电机行星传动系统的整体动态性能[1]。固有频率对系统参数的敏感度能够为系统响应的降低、结构设计的优化提供重要的依据[2]。 本文对MW 级风电行星齿轮传动系统进行了固有频率敏感度分析，主要对啮合刚度的敏感度进行了系统的研究，得出了各振动模态固有频率随啮合刚度的变化情况。 1. 动力学模型 MW 级风电齿轮系统如图1所示。内齿圈（r ）固定，各行星轮均布，仅考虑各构件的扭转振[3]，其振动模型如图2所示。 r 图1 风电行星齿轮传动结构 图2 振动模型 图2中，各构件的位移,i i i r u θ=i θ和i r ,p s c i ,,= 分别为各旋转构件绕其回转中心的角度和基圆半径。sp k 是太阳轮与行星轮之间啮合刚度，rp k 为内齿圈与行星轮之间的啮合刚度,N 为行星轮个数。 设系统的广义坐标为 T pn 1p s ,c ]u ,,u ,u u [X = (1) 则系统动力学方程为 F X K X M =+ (2)

根据MATLAB的平面刚架静力分析

基于MATLAB 的平面刚架静力分析 为了进一步理解有限元方法计算的过程，本文根据矩阵位移法的基本原理应用MATLAB 编制计算程序对以平面刚架结构进行了静力分析。本文还利用ANSYS 大型商用有限元分析软件对矩阵位移法的计算结果进行校核，发现两者计算结果相当吻合，验证了计算结果的可靠性。 一、 问题描述 如图1所示的平面刚架，各杆件的材料及截面均相同，E=210GPa ，截面为0.12×0.2m 的实心矩形，现要求解荷载作用下刚架的位移和内力。 5m 4m 3m 图1 二、矩阵位移法计算程序编制 为编制程序方便考虑，本文计算中采用“先处理法”。具体的计算步骤如下。

（1） 对结构进行离散化，对结点和单元进行编号，建立结构（整体）坐标系 和单元（局部）坐标系，并对结点位移进行编号； （2） 对结点位移分量进行编码，形成单元定位向量e λ； （3） 建立按结构整体编码顺序排列的结点位移列向量δ，计算固端力e F P 、等 效结点荷载E P 及综合结点荷载列向量P ； （4） 计算个单元局部坐标系的刚度矩阵，通过坐标变换矩阵T 形成整体坐标 系下的单元刚度矩阵e T e K T K T = ； （5） 利用单元定位向量形成结构刚度矩阵K ； （6） 按式1=K P δ- 求解未知结点位移； （7） 计算各单元的杆端力e F 。 根据上述步骤编制了平面刚架的分析程序。程序中单元刚度矩阵按下式计算。 32322 23 2 32 22 0000 1261260 064620 00001261260062640 EA EA l l EI EI EI EI l l l l EI EI EI EI l l l l K EA EA l l EI EI EI EI l l l l EI EI EI EI l l l l ??- ??? ???- ?? ? ???- ??? ?=??-?? ? ???---??? ???-??? ?

行星减速器齿轮轴有限元的分析与优化

行星齿轮减速器齿轮轴的有限元分析和优化 镇江技师学院 蔡紫清 1. 齿轮轴几何参数的初选 通过常规设计方法设计计算出齿轮轴的几何参数，齿轮轴的齿形为渐开线直齿。分配减速器传动比，计算齿轮模数，并根据传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件确定齿轮的齿数。齿轮轴的齿轮基本参数如表1所示。 2. 齿轮轴的三维建模 利用ANSYS模块建立齿轮轴模型，如图1所示（去掉网格后的实体模型）。 2.1 网格划分 网格划分越密集，计算结果越精确，但是这会使计算时间加长。单元网格的划分采用ANSYS自带的3D四面体自动网格划分，单元尺寸为3mm。网格划分情况如图1所示。 图1：齿轮轴的网络划分 2.2 定义材料特性 齿轮轴材料选择20Cr，其材料属性如下：质量密度 7.850e3kg/m^3，杨氏模量205000N/mm^2（MPa），泊松比0.29，屈服强度等于540N/mm^2（MPa）。 2.3 施加约束和载荷

齿轮轴两端由两个滚子轴承支撑，限制了空间5个自由度，只允许转动。本论文只考虑齿轮轴齿轮处的应力进而对其进行优化，所以为齿轮轴加载荷及约束，安装轴承处加圆柱形约束，在轴端即与联轴器相连处施加大小为175.083N·m的扭矩。约束和载荷施加情况如图2所示。 图2 齿轮轴的载荷施加 2.4 求解和结果查看 ANSYS软件的结构分析模块提供了强大的后处理功能，可以自动生成计算分析报告。齿轮轴的Von Mises应力图如图3所示。单元节点最大应力为325.8MPa，基本接近材料屈服强度的60%。总体来说，输出轴在强度方面不仅满足了设计要求，而且还有很大的裕量，材料的承载能力并没有得到充分的利用，这为齿轮轴的优化提供了很大的空间。 图3 Von Mises应力图

有限元分析(桁架结构)

有限元上机分析报告 学院：机械工程 专业及班级：机械设计及其自动化08级7班姓名：王浩煜 学号：20082798 题目编号： 2

1.题目概况 1.1 结构组成和基本数据 结构：该结构为一个六根杆组成的桁架结构，其中四根杆组成了直径为800cm的正方形，其他两根杆的两节点为四边形的四个角。 材料：该六根杆截面面积均为100cm2，材料均为Q235，弹性模量为200GPa，对于直径或厚度大于100mm的截面其强度设计值为190Mpa。 载荷：结构的左上和左下角被铰接固定，限制了其在平面内x和y方向的位移，右上角受到大小为2000KN的集中载荷。 结构的整体状况如下图所示： 1.2 分析任务 该分析的任务是对该结构的静强度进行校核分析以验算该结构否满足强度要求。 2.模型建立 2.1 物理模型简化及其分析 由于该结构为桁架结构，故认为每根杆件只会沿着轴线进行拉压，而不会发

生弯曲和扭转等变形。结构中每根杆为铰接连接，有集中载荷作用于最上方的杆和最右方杆的铰接点。 2.2单元选择及其分析 由于该结构的杆可以认为是只受拉压的杆件，故可以使用LINK180单元，该单元是有着广泛工程应用的杆单元，它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等等。这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。就像铰接结构一样，不承受弯矩。输入的数据有：两个节点、横截面面积（AREA）、单位长度的质量(ADDMAS)及材料属性。输出有：单元节点位移、节点的应力应变等等。由此可见，LINK180单元适用于该结构的分析。 3.3 模型建立及网格划分 （1）启动Ansys软件，选择Preferences→Structural，即将其他非结构菜单过滤掉。 （2）选择单元类型：选择Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete→Add，在出现的对话框中选择Link→3d finit stn 180，即LINK180，点击“OK”

1.5MW风力发电机维护手册2015.8

风力发电机 维护使用手册 佳木斯电机股份有限公司

风力发电机维护使用手册 1通用信息 请妥善保存本手册！ 适用范围 本手册适用于由佳木斯电机股份有限公司生产制造的1.5MW双馈风力发电机。 2指南 本手册简要概括了电机构造及以下相关信息说明 ?结构型式 ?保养与维护 ?故障分析与排除 ?售后服务 本手册不能代替相关专业人员对操作人员所作的重要操作指导。本手册对组件安装已做出了相类似说明，操作者可参照此些方法执行。对于超出一般范畴而在此手册中未提及的电机维修及保养工作，应由电机专业有经验人员执行。电机若由于交货后客户的不适当操作或存储维护不利所产生的损失，电机生产商对此不承担责任。 须指出，此手册的内容不属于早期或现行协议、承诺或法律关系的一部分。也无修订这些内容的作用。 3发电机结构特征 1 轴 2 伸端接地碳刷 3 伸端端盖系统 4 定子接线盒 5 机座 6 自动注油泵 7 呼吸阀 8 进、出水管 9 尾端端盖系统10 滑环罩 11 转子接线盒12 编码器13 辅助接线盒14 手动注油管 15 轴承测温16 自动注油管17 排油器 4维护保养 精心的维护保养（包括监控，维护，检测及设备补充）才能保证电机的正常运转。 未对电机进行维护保养，用户将失去保修的权利。 发电机应进行周期性的维护和检查，应保证： a)发电机清洁，定子和转子的通风管路畅通无阻； b)负载不超过额定值和使用系数；

c)线圈温升不超过额定值； d)绕组绝缘电阻和端盖绝缘电阻要大于推荐的最小值。 危险！ 绝缘试验所使用的高压能造成损伤和生命危险，只能由合格人员来做试验，注意试验装置说明中的安全部分。 e) 电压频率的变化应符合相关的规定； f) 滚动轴承温度应不超过95℃，保持润滑油清洁和适当油量； g) 没有异常的振动和噪声； h) 必要零件的贮备及备用件库存一览表； i) 对中数据（与准确对中的偏差，高温允许值）； j) 正常检查结果（“使用记录”）； k) 修理（“使用记录”）； l) 润滑数据：1) 使用方法；2) 润滑脂的贮备；3) 维护周期；4) 对每台设备进行记录。 请在电机停机时进行维护工作，应断开电源开关。 4.1清洁 4.1.1机壳外部 去除电机外部及其配件的污垢、灰尘和陈油。 4.1.2小型清洁（每6～8个月） ?清洁接线盒内部 ?清洁集电环及刷架（见4.5.1） ?清洁绝缘端盖灰尘及油污 4.1.3大型清洁（每3年至5年，由环境条件决定） ?用毛刷在干燥的压缩空气下小心清洁受污绕组。对于粘性的污垢（如润滑油脂）应使用酒精浸渍过的抹布将其去除。最后必须对绕组进行干燥 处理（见4.3） ?用干燥压缩空气吹洗定子及转子铁心通风沟。 ?用干燥压缩空气吹洗定子机壳，轴承端盖及转子的金属表面。 ?清洁接线盒及绝缘端盖。 4.2检测线圈直流电阻及绝缘电阻 4.2.1检测线圈直流电阻 每6个月检查直流电阻，通常使用双臂电桥来检查，如下图所示。 断开用户接线状态下，用双臂电桥分别测量接线板U与V相、V与W相、U与W相间直流电阻（或者K与L相，L与M相，K与M相），阻值分别记为R1、R2、R3。三相平均电阻值为R=（R1+R2+R3）/3。各线端电阻值（R1或R2或R3）与平均电阻值（R）之差不应大于1.5%。

货架设计的原则和要点

货架设计的原则和要点 在货架设计过程中遵循原则： 1、考虑货物重量分布不均所造成的变形，堆垛机或叉车动作引起的横向冲力，地震烈度设防； 2、货物之间、货物与货架之间以及货物与消防管道之间留有安全距离，留出消防喷淋空间； 3、选用优质钢材，表面防锈及装饰处理，在确保货架使用性能的前提下，尽量降低工程造价。 货架设计时还应注重以下几点： 1.设计货架结构时，应综合考虑使用要求、设备情况、载荷性质、材料供应及安装条件等因素，合理选择结构形式、构造措施和制作材料，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。 2.货架的尺寸公差、变形和间隙均应符合相关的标准。 3.有严格的设计程序，无论以耐用性极限状态还是以最大荷载极限状态设计货架结构时，都要符合相关的标准，要有计算书。对于重大项目必须经过有限元计算，对货架强度、刚度和稳定性进行复合，对地震作用下的安全性进行全面考核。对重复使用的标准型货架，要有通用计算书。 4.计算采用的数据必须是有依据的或是经过试验得到的。货架结构往往很难从理论上作精确分析，必须借助于相应的试验来确定设计中所需要的参数，也可直接通过试验确定货架结构或某个构件的承载能力。试验要有报告，试验设备应经国家认定的有资格的计量部门标定、检验合格。 5.横梁式货架，每根横梁的两端必须配备锁定装置，或提供螺钉和螺母紧固，使横梁能稳定地固定在立柱上，防止受到向上外力而脱离。要确保横梁与其锁定装置（或螺钉和螺母）的接合，在使用中应定期检查横梁锁的正常运作或螺钉螺母的紧固，及时更换损坏的装置。 6.货架立柱柱脚应正确固定在混凝土基础上。要明确货架同地面的连接方式是采用预埋件，采用二次浇灌方案，还是采用化学螺栓与地面直接连接的方案。螺栓的直径、埋入的最小尺寸，都必须根据实际荷载、地震荷载或风力荷载，通过计算确定。2.4m以下手工上料的小货架可不固定。固定货架立柱基础的混凝土必须连续固化28天，并承受相应的压强，基础的不均匀沉降要符合使用要求。 7.库架合一式货架基础的沉降值应严格控制，保证货架结构的正常使用。非库架合一式货架在设计时应注意货架基础和建筑屋柱基础的分离，防止货架结构的作用力导致建筑物的损坏。 8.必须在货架的醒目处设置一个或多个永久性标牌，每个标牌的面积不宜小于20×20（cm2），标牌上应以清晰的字体标出最大单元荷载（kg）、每层最大均布荷载（kg）、每一货格允许存放的单元荷载数。 轻型货架的特点和适用范围 轻型货架的特点： 1、货架立柱是由等边角钢双边冲孔制成，孔距离以50mm距离沿直线排列，立柱孔用来挂接层板之用； 2、货架钢层板采有冷轧钢板按所需尺寸四边折弯成型。 3、立柱与钢层板通过速扣卡销和三角型固定片连接与固定组成的货架。 4、货架各部件加工好成型之后全部经打磨、酸洗、磷化、全自动粉末静电喷涂、烘干等工艺处理后组装成品。生产出的货架成品表面光洁、美观；层板可上下任意调节，拆

2MW风力发电机技术说明书解析

全功率变频高速永磁风力发电机 技术规格说明书

目录 一、酒钢/2000系列风机特点 二、风电场的特性和风电场的设计原则 1、风电场的特性资料 2、风电场的设计原则 三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件 四、风力发电机组的设计要求 1、风力发电机设计的基本原则 2、风力发电机设计的外部条件 3、风力发电机等级要求 4、其它环境影响 5、外部电网条件的影响 6、载荷方面的影响 五、风力发电机组主要技术参数 1、技术参数 2、轮毂高度的设计风速 3、安全系统参数 4、风机设计主要技术参数 六、风力发电机的技术规格与要求 1、叶轮 2、增速箱 3、偏航系统 4、液压系统 5、润滑与冷却系统 6、制动系统 7、锁紧装置 8、电控系统 1）变桨控制系统 2）风机主控系统

3）中央监控系统 4）机舱控制柜主要功能 5）塔基控制柜主要功能 6）变流器主要功能 9、发电机 1）永磁发电机的结构组成 2）高速永磁同步发电机基本技术参数 3）永磁同步发电机制造要求 4）发电机出厂测试要求 10、全功率变流器 1）变流器控制原理图 2）变流器功能要求 3）变流器技术指标和参数 4）变流器设备的可靠性及维护性 5）变流器的国际标准和电网法规 6）低电压穿越功能的实现 7）保护功能 8）接口和通讯内容 11、滑环 12、防雷保护 13、联轴器 14、风机主轴 15、风机轴承 16、风机塔架 17、风机机舱 1）机舱罩 2）底座 18、雷电保护、接地、等电位联结和浪涌保护 19、机舱内部的密封、隔音和保护

20、提升机 21、机组安全系统 22、风力发电机的基础 23、机舱总装流程图 七、风机主要部件供货说明 1、风机的主要部件供货清单 1）叶片 2）高速永磁发电机 3）液压系统 4）变流器 5）控制系统供货范围 6）中央监控系统供货范围 7）风机刹车系统 8）风机变桨系统 9）全功率风能变流器 10）公辅系统方面 2、风机的其它供货内容 八、风机的设计图纸和文件交付内容 1、通用资料 2、叶片 3、连轴器 4、液压系统； 5、发电机 6、变流器 7、滑环 8、控制系统 9、中央监控系统 九、产品制造标准 1、设计和制造必须执行的标准

风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法

风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法摘要 第一章绪论 1.1论文的目的和意义 1.2风力发电的现状 1.3风力发电齿轮箱的研究现状 第二章齿轮箱结构 2.1风力发电机的整体结构 2.2齿轮箱的结构及其传动方案 第三章风力发电机组齿轮箱故障类型 3.1齿轮箱的主要故障类型 3.2风力发电机组齿轮箱振动故障分析 3.3风力发电机组传动齿轮油温故障分析 第四章风力发电的发展存在问题和主要趋势 4.1我国风电齿轮箱设计生产存在问题 4.2风电发展的主要趋势 致谢 参考文献

中文摘要 摘要：风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。 本文以兆瓦级风力发电机齿轮箱为对象，通过方案选取，齿轮参数确定等对其配套的齿轮箱进行阐述。 首先，介绍全球风力发电产业高速发展和国内外风电设备制造业概况，阐述我国风力发电齿轮箱的现状及齿轮箱的研究。 其次，确定齿轮箱的机械结构。选取两级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。 然后，论述了风力发电机组齿轮箱故障诊断的主要类型，深入探究风电机组齿轮箱振动故障机理，研究了油温高的故障机理，分析了传动齿轮温度场和热变形的情况。 最后，阐述我国风力发电存在的主要问题和发展前景。 关键词：风电齿轮箱；结构；故障类型；存在问题

SAP84的钢结构货架CAD-CAE集成系统的开发

ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ 现代制造工程２００９年第ｌ期 ＳＡＰ８４的钢结构货架ＣＡＤ／ＣＡＥ 集成系统的开发 吴小鹏，程国全 （北京科技大学机械工程学院物流工程系，北京１０００８３） 摘要：采用标准数据库与中性文件的相瓦转换技术、ＡＤ０（ＡｃｔｉｖｅＸ Ｄａｔａ ０ｂｊｅｃｔ）技术和ＡｃｔｉｖｅＸ自动化技术集成ＡｕｔｏＣＡＤ 的绘图功能、ｓＡＰ８４强大的有限元分析功能和ｗｏｒｄ文字处理功能，对钢结构货架进行强度、刚度和稳定性分析，输出三维网格图、应力频谱图、位移图和ｗｏｒｄ分析报告。关键词：钢结构货架；ｓＡＰ８４软件；集成ｃＡＤ／ＣＡＥ／ＦＥＡ 中图分类号：仍９１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７ｌ—３１３３【２００９）０１删７—０４ ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＣＡＤ／ＣＡＥｓｙｓｔｅｍｏｆ ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒａｃｋｓｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＡＰ８４ ＷＵＸｉａｏ—ｐｅｎｇ，ＣＨＥＮＧＧｕｏ—ｑｕ粕 （Ｄｅｐｔ．ｏｆＬｏ画ｓｔｉｃｓＥｎ舀ｎｅｅｎｎｇ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，ＣＨＮ） Ａｂｓｔｎｃｔ：Ｗｉ山ＡＤＯ，Ａｃ“ｖｅＸ卸ｔ锄ｔｉｏｎ慨ｈｎｏｌｏ舒柚ｄｃ∞ｖｅ嵋ｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｔ锄ｄａｒｄｄａｔａｂａｓｅ锄ｄｎｅｕｔｒａＪｆｉＩｅｓ，ｔｈｅＣＡＤ／ＣＡＥ ｓｙＢｔｅｍｉｎｔｅｇｒａｔｅｓＡｕｔｏＣＡＤ，Ｍｉｃ联娅Ｏｆｆｉｃｅ ＷｏｒｄａｎｄＳＡＰ８４．ｎｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍｃ锄印Ｄｖｉｄｅｈｅｌｐ埘ｔｈｔｈｅｄｅｓｉ印卸ｄ柚ａｌｙｓｉ８ ０ｆｓｔｅｅｌ ８咖ｃｔｕｒａｌｒ：ａｃｋｓ锄ｄ伽ｔｐｕｔ ３Ｄ ｄｍ埘ｎ铲ｏｎｄｉｓｐｌ舵ｅｎ℃ｎｔ０ｆｎｏｄｅｓ柚ｄ ｓ嘛ｓ ａｎａｌｙ８ｉｓ０ｆ ｕｎｉｔｓ柚ｄＷｏ—ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｐｏｎ￥． Ｋｅｙ帅ｒ凼：ｓｔｅｅｌ ｓｔｍｃｔｕ甩ｌｒａｃｋｓ；ＳＡＰ８４；ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＦＥＡ 随着仓储物流的不断发展，越来越多的企业运用了钢结构立体货架，然而目前钢结构货架体系的分析方法主要还是采用人丁计算的方式，设计人员主要是依据设计规范对货架的关键组件进行计算分析，而不进行货架结构的整体分析。这种设计方式计算精度难以保证，且人为影响因素过多，缺乏科学性，从而使得货架在设计、制造以及使用当中都存在着许多不确定性因素，最终造成了对货架结构的强度、刚度和稳定性分析的较大误差。 国内在计算机辅助货架设计和分析方面的研究还十分有限，主要是应用操作复杂的图形软件（如Ａｕ．ｔｏＣＡＤ和Ｐｍ／Ｅ）进行实体造型，然后将实体模型导人到有限元分析软件（如ＡＮＳＹＳ）分析，一般的货架设计人员根本不能快速地进行货架的设计和分析。鉴于此，本文依据《钢货架结构设计规范ＣＥＣｓ２３：９０》等设计规范，在对货架模型进行分析和简化的基础上，用 Ｖｉｓｕａｌ Ｂ捌ｃ６．０开发货架ｃＡＤ／ｃＡＥ系统即ＲＦＥＡ （Ｒ且ｃｋ ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）系统，集成ＡｕｔｏＣＡＤ的 绘图功能、结构分析通用软件ＳＡＰ８４强大的有限元分析功能和ｗｏｒｄ文字处理功能，为非货架设计专业人员进行货架有限元分析提供了极大的帮助。 １ 系统的集成框架介绍 ＲＦＥＡ系统是一个集成系统，包括货架设计、货架 有限元分析和报告输出三大功能模块，操作简单，使用者无需掌握大量复杂的专业软件，就可以轻松完成货架的设计，并进行有限元分析。ＲＦＥＡ系统中涉及到大量数据，采用ＡＣＣＥＳＳ数据库和中性文件进行各模块问的数据交换，数据库主要有：材料库、方案库、节点单元库和结果库，中性文件有：ｓＡＰＤＡＴＡ、ｓＡＰ＿ＤＡＴＡ．ＫＯＭ和ＳＡＰＤＡＴＡ．Ｆ３０。系统的集成构架如图ｌ所示。 货架设计模块是为了得到货架的结构、材料和加载参数，这些参数形成方案库，然后根据货架的结构参数进行节点单元的划分，形成节点单元库；货架有限元分析模块利用中性文件ｓＡＰＤＡＴＡ，集成ＳＡＰ８４， ４７ 万方数据