大功率风电机用变桨距驱动器可靠性关键技术研究

论文摘要

大功率风力发电机用变桨距驱动器是风力发电系统的关键部件之一,其承载能力、机械性能及无维修寿命的可靠性是影响整个风力发电机系统正常工作的关键因素,因此,再对该减速机的主要零部件间的受力情况和有关结构参数的优化进行研究的基础上,有必要对其可靠性进行深入研究。本文结合教育部留学回国基金项目《大功率风电机用变桨驱动器的研究》进行大型风力发电机变桨距驱动用二级摆线针轮减速器可靠性的研究。建立了转臂轴承和滚动轴承的可靠性模型并推导了轴承寿命与可靠度的关系式,计算出大功率风力发电机用变桨距驱动器转臂轴承和滚动轴承的可靠度。推导出摆线轮的可靠性设计模型,根据相关数据计算出大功率风力发电机用变桨距驱动器二级摆线针轮的可靠度。建立了轴的可靠性模型,计算了大功率风力发电机用变桨距驱动器电机输入轴、中间轴和输出轴的可靠度。分析了大功率风力发电机用变桨距驱动器故障原因和典型故障模式,列出该减速器的FMECA工作表单,并画出危害度矩阵图。利用故障树分析法,以大功率风力发电机用变桨距驱动器不能正常工作作为顶事件建立故障树,并进行故障树简化和分析,找出了减速器的薄弱环节及影响大功率风力发电机用变桨距驱动器正常工作的主要因素。假设大功率风力发电机用变桨距驱动器关键零件相互独立,建立了大功率风力发电机用变桨距驱动减速器传动系统可靠度计算模型。对大功率风力发电机用变桨距驱动器传动系统进行了可靠性预测和可靠性再分配。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景意义及课题来源
• 1.1.1 论文的研究背景意义
• 1.1.2 课题的来源
• 1.2 机械系统可靠性设计概述
• 1.2.1 可靠性发展概况
• 1.2.2 机械系统可靠性设计的基本特点
• 1.2.3 机械系统可靠性分析与设计的主要方法
• 1.3 大功率风电机用变桨距驱动器
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 机械系统可靠性分析模型
• 2.1 概述
• 2.2 机械零部件可靠性计算方法
• 2.2.1 数值积分法
• 2.2.2 可靠度系数法（级数展开法）
• 2.2.3 优化法
• 2.2.4 蒙特卡洛模拟设计法
• 2.3 机械系统可靠性设计模型
• 2.3.1 串联系统
• 2.3.2 并联系统
• 2.3.3 混联系统
• 2.4 机械传动系统可靠性设计模型
• 本章小结
• 第三章 大功率风电机用变桨距驱动器关键零件的可靠性模型
• 3.1 轴承的可靠性模型
• 3.1.1 轴承寿命计算公式
• 3.1.2 轴承的寿命与可靠度之间的计算
• 3.1.3 轴承的可靠性计算结果与设计步骤
• 3.2 摆线轮的可靠性模型
• 3.2.1 摆线轮与针轮啮合时的受力分析
• 3.2.2 摆线轮的可靠性设计模型
• 3.2.3 摆线轮的可靠度计算结果
• 3.3 轴的可靠性模型
• 3.3.1 轴的受力分析
• 3.3.2 轴的可靠性设计
• 3.3.3 轴可靠度计算
• 本章小结
• 第四章 大功率风电机用变桨距驱动器的FMECA和FTA分析
• 4.1 大功率风电机用变桨距驱动器的FMECA分析
• 4.1.1 大功率风电机用变桨距驱动器的典型故障模式
• 4.1.2 大功率风电机用变桨距驱动器的故障原因分析
• 4.1.3 大功率风电机用变桨距驱动器FMECA工作表单
• 4.1.4 大功率风电机用变桨距驱动器危害度矩阵图分析
• 4.2 大功率风电机用变桨距驱动器的FTA分析
• 4.2.1 故障树建模
• 4.2.2 故障树的简化
• 4.2.3 故障树分析
• 本章小结
• 第五章 大功率风电机用变桨距驱动器传动系统可靠性模型
• 5.1 引言
• 5.2 大功率风电机用变桨距驱动器传动系统可靠性模型的建立
• 5.3 传动系统可靠性预计
• 5.3.1 传动系统的可靠性预计的目的
• 5.3.2 传动系统的可靠性预计的程序
• 5.3.3 传动系统的可靠性预计的方法
• 5.3.4 大功率风电机用变桨距驱动器系统可靠性预计
• 5.4 传动系统可靠性分配
• 5.4.1 传动系统的可靠性分配的目的与作用
• 5.4.2 传动系统的可靠性分配的程序与原理
• 5.4.3 传动系统的可靠性分配的基本准则
• 5.4.4 传动系统的可靠性分配方法
• 5.4.5 大功率风电机用变桨距驱动器传动系统的可靠性分配
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢