兆瓦级风电齿轮箱故障监测及分析

【摘要】：我国风电企业正努力实现兆瓦级风力发电技术装备国产化,推动我国兆瓦级风力发电技术大规模商业化发展。齿轮箱作为兆瓦级风电机组的核心部件,对机组质量起到至关重要的作用,及早地发现齿轮箱的早期故障以及尽快找到齿轮箱故障原因,采取相应的措施,对避免发生重大人身、设备伤亡事故有着十分重要的意义。 本论文基于振动诊断和油液分析,进行兆瓦级风电齿轮箱故障监测与分析的研究。首先,本文论述了兆瓦级风电齿轮箱性能检测研究背景、国内外的研究现状及研究的目的和意义；其次,分析了兆瓦级风电齿轮箱常见故障,总结了齿轮箱的振动噪声机理,啮合频率的计算,振动噪声的评价指标,并制定了齿轮箱检测的标准,为齿轮箱振动监测系统选择、安装应用及故障分析提供了理论基础；再次,介绍了集成化的风电齿轮箱在线油液监测系统检测指标、系统结构及基本参数、机械结构及安装测试要求；同时,选择了兆瓦级风电齿轮箱振动监测装置,分析了装置特性,将整套监测系统安装到风电机组上进行测试。制作了小型油路机构,用人工方法配制不同的油样进行试验。从准确性、重复性和线性度三个方面,对收集数据的对比分析,从而判断系统的可靠性及精确度,现已安装到风电机组整机试验台陪式齿轮箱进行在线测试。最后,分析了兆瓦级风电齿轮箱故障检测系统研究的特点,以及大规模工程应用所需的准备工作,为后续研究工作提供了依据。 国内的兆瓦级风电齿轮箱故障在线监测系统大部分还处于实验研究阶段,真正用于工程实践的产品并不多见。开展兆瓦级风电齿轮箱故障在线监测系统基础理论研究,积极研发监测传感器、测试设备、综合信息处理分析系统仍是今后油液监测研究的主题。 【关键词】：兆瓦级 风电齿轮箱 故障诊断 振动分析 油液分析
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 课题来源12-18
• 1.2 国内外研究现状18-21
• 1.3 研究目的及意义21-22
• 1.4 本论文研究的主要内容22-23
• 第2章 齿轮箱常见故障及振动分析23-32
• 2.1 齿轮箱常见故障23-24
• 2.2 齿轮的故障类型和特征频率24-26
• 2.2.1 齿轮的故障类型24-25
• 2.2.2 齿轮的特征频率25-26
• 2.3 轴承的故障类型和特征频率26-28
• 2.3.1 滚动轴承的故障类型26-27
• 2.3.2 滚动轴承的特征频率27-28
• 2.4 振动判断标准28-31
• 2.4.1 相对判断标准29
• 2.4.2 绝对判定标准29-31
• 2.4.3 类比判断标准31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 风电齿轮箱油品在线检测系统32-42
• 3.1 油液监测技术概论32
• 3.2 油液监测技术的具体内容32-33
• 3.2.1 润滑油物理化学性能分析32-33
• 3.2.2 油液中磨粒分析33
• 3.3 油品在线检测系统的设计33-41
• 3.3.1 系统设计达到的目标要求33-34
• 3.3.2 关键技术34-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 在线状态监测系统应用42-67
• 4.1 风电振动状态监测系统42-53
• 4.1.1 系统简介42
• 4.1.2 产品技术指标和性能42
• 4.1.3 产品配置42-45
• 4.1.4 振动传感器监测点45-47
• 4.1.5 振动监测系统说明47-50
• 4.1.6 振动监测系统风场应用50-53
• 4.2 风电在线油液监测系统试验53-66
• 4.2.1 实验装置53-54
• 4.2.2 试验方法54-56
• 4.2.3 检测实验记录56-66
• 4.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-72
• 攻读学位期间发表的学术论文及申请专利72-74
• 致谢74-75
• 学位论文评阅及答辩情况表75

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