某风电齿轮箱运行状况评价方法研究与评价系统设计

【摘要】：本文对风力发电机组中的风电齿轮箱进行研究，在了解了风力发电技术国内外发展状况的前提下，确定了本文的主要研究内容是结合某齿轮箱制造厂现行的检测方法与在线检测技术，提出了一种针对某风电齿轮箱运行状况质量好坏的评价方法。然后进行了系统的总体设计，以得到一套与该评价方法相配套的评价软、硬系统。再通过设计试验来对评价系统进行调试和验证，以证明该评价方法以及评价系统的可行性。最终将试验所得到的数据进行研究和分析，并对风电齿轮箱运行状况质量的好坏进行评价。最终帮助某风电齿轮箱制造厂家得到一套有效、快速、方便的评价方法和评价检测系统。并将该评价方法和评价检测系统用于其生产、制造的某风电齿轮箱出厂检测试验之中，通过对其运行状况质量好坏的评价，以达到降低次品的出场率和返修率、大大降低了企业的维修成本和维修时间的目的。本课题来源于某齿轮箱厂风电事业部，属于校企合作横向研究课题。 本文在评价方法的研究、设计阶段主要是选取了影响系数法。通过对风电齿轮箱运行时的振动、噪声、温度以及压力等4个参数的选取，在分别确定了各个参数的权重以后，建立了评价方法的公式，用以对某风电齿轮箱运行状况质量好坏进行评价。 本文在硬件设计与搭建的过程中，对振动和噪声的采集，主要是通过振动加速度传感器、噪声传感器来和数据采集箱的选择来实现。对温度和压力的采集，主要是利用了现场的FTP电封闭系统中已有的采集设备作为上位机，将采集得到的数据通过路由器和网线同步传输到评价系统之中。 本文在评价检测系统软件设计上主要是利用虚拟仪器Lab VIEW作为主控界面，实现对硬件的控制与连接。将采集得到的数据存储到Access之中，以方便提取、显示、分析和保存，并利用Word来生成检测报告，作为试验人员阅读和证明之用。 本文在最后设计了风电齿轮箱的负载试验，并通过上述评价方法和评价系统得到了大量的检测数据，在对这些检测数据进行分析的基础上，验证了该评价方法和评价系统的可行性。证明了该评价方法和评价系统可以有效的发现风电齿轮箱的质量缺陷，从而减少故障返修率，降低设备的维护和检修成本。 【关键词】：风电齿轮箱 振动传感器 噪声传感器 数据采集 Lab VIEW 在线检测
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315;TH132.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-17
• 1.3 课题研究的意义和内容17-18
• 1.3.1 课题的研究意义17
• 1.3.2 本文的主要工作与内容17-18
• 第二章 风电齿轮箱运行状况评价方法研究18-32
• 2.1 风电齿轮箱结构及其参数计算18-21
• 2.1.1 计算转速19-20
• 2.1.2 计算啮合频率20-21
• 2.2 振动、噪声检测原理21-23
• 2.2.1 振动检测原理21-22
• 2.2.2 振动检测标准22
• 2.2.3 噪声检测原理22-23
• 2.2.4 噪声检测标准23
• 2.3 评价方法的设计23-30
• 2.3.1 评价参数的选择23-25
• 2.3.2 评价方法的建立25-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 风电齿轮箱运行状况评价系统硬件设计32-44
• 3.1 硬件总体方案设计32-34
• 3.2 传感器的选择34-36
• 3.2.1 振动传感器的选择34-35
• 3.2.2 噪声传感器的选择35-36
• 3.3 振动、噪声信号电缆线的选择36-37
• 3.4 恒流适调器的选择37-38
• 3.5 数据采集箱的选择38-42
• 3.5.1 电源的选择39
• 3.5.2 数据采集卡的选择39-40
• 3.5.3 屏蔽接线盒的选择40
• 3.5.4 屏蔽电缆的选择40
• 3.5.5 光纤的选择40-42
• 3.6 现场检测设备的封装及接地处理42-43
• 3.7 计算机的选择43
• 3.8 通讯接口的连接43
• 3.9 本章小结43-44
• 第四章 风电齿轮箱运行状况评价系统软件设计44-64
• 4.1 软件总体方案设计44-46
• 4.2 软件主界面设计46-47
• 4.3 传感器灵敏度标定程序设计47
• 4.4 参数设置程序设计47-48
• 4.5 齿轮箱型号设置程序设计48-49
• 4.6 数据采集程序设计49-50
• 4.7 数据实时显示程序设计50-51
• 4.8 数据储存程序设计51-52
• 4.9 数据回放程序设计52-53
• 4.10 数据谱分析程序设计53-54
• 4.11 数据报警程序设计54
• 4.12 数据通讯程序设计54-55
• 4.13 评价分数计算程序设计55-56
• 4.14 检测报告生成程序设计56-58
• 4.15 评定评价系统精度58-62
• 4.16 本章小结62-64
• 第五章 试验设计及数据分析64-76
• 5.1 概述64-65
• 5.2 试验方案的设计65-66
• 5.2.1 试验方案设计65-66
• 5.2.2 传感器的安放66
• 5.3 试验66-67
• 5.4 试验结果及数据分析67-74
• 5.4.1 振动与噪声谱分析67-73
• 5.4.2 评价系统数据分析73-74
• 5.5 试验结论74
• 5.6 本章小结74-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 存在的问题与课题展望77-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果84

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