[发明专利]一种风电齿轮箱弹性支撑的选型方法

权利要求书

1.一种风电齿轮箱弹性支撑的选型方法，其特征在于，步骤为：

S1：根据风机的载荷特性，计算出满足变形、承载和疲劳寿命要求的弹性支撑刚度最小值K₁；

S2：建立风机传动链动力学分析简化模型；

S3：求解风机传动链的固有频率，得到使风机传动链的固有频率避开叶片的6倍转频的弹性支撑最小刚度K₂；

S4：进行弹性支撑减振效果的模拟计算，求出满足齿轮箱减振降噪要求的弹性支撑刚度最小值K₃；

S5：选择齿轮箱弹性支撑刚度参数，确定弹性支撑型号；

S501：先比较步骤S1和步骤S3所求出的刚度值K₁和K₂，选出其中较大值和K₃求平均值，求得的平均值即可作为齿轮箱弹性支撑刚度参数的最佳取值；

S502：根据机械接口要求确定弹性支撑的外形要求和尺寸，弹性衬套的固有频率应小于齿轮箱的最小啮合频率。

2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱弹性支撑的选型方法，其特征在于，所述步骤S2中的风机传动链动力学分析简化模型为包括风机叶片、轮毂、主轴、主轴承、齿轮箱、弹性支撑、联轴器和发电机的多体动力学模型。

3.根据权利要求2所述的风电齿轮箱弹性支撑的选型方法，其特征在于，所述多体动力学模型中，轮毂、主轴、联轴器、发电机转子和定子均用刚体表示，只输入质量属性；所述主轴承考虑旋转方向的六个自由度，齿轮箱只考虑输入轴、输出轴和箱体，输入输出关系通过增速比和齿轮箱扭转刚度参数描述；联轴器分成三个或四个体考虑，体与体之间的连接只考虑扭转方向的刚度和阻尼；弹性支承按照弹簧阻尼力元来处理。

4.根据权利要求1或2或3所述的风电齿轮箱弹性支撑的选型方法，其特征在于，所述步骤S1的过程为：

依据风力发电机组的设计参数、传动链布局特点和弹性支撑的布局特点，得到弹性支撑的等效疲劳载荷和极限载荷；并根据弹性支撑的弹性变形和名义应变的设计要求，求出满足要求的弹性支撑刚度最小值K₁。

5.根据权利要求1或2或3所述的风电齿轮箱弹性支撑的选型方法，其特征在于，所述步骤S3的具体流程为：

S301：动平衡计算；在建立的风机传动链动力学分析简化模型基础上，在轮毂中心施加额定状态下的驱动扭矩，进行动平衡计算；动平衡计算是模型在驱动扭矩作用下，首先经历加速运动的过程，然后慢慢达到匀速运动，从发电机转子的旋转速度来判断；

S302：模态计算；在动平衡计算完成后，再对模型进行模态计算；根据模型的振动特点，选出风机传动链的第一阶固有频率；

如果风机传动链的第一阶固有频率小于叶片的6倍转频，则增加弹性支撑刚度，通过反复计算得到风机传动链的第一阶固有频率大于叶片的6倍转频所需的齿轮箱弹性支撑刚度最小值K₂；

如果风机传动链的第一阶固有频率高于叶片的6倍转频，则适当减小弹性支撑刚度，通过反复计算得到风机传动链的第一阶固有频率约等于叶片的6倍转频所需的齿轮箱弹性支撑刚度最小值K₂；

如果风机传动链的第一阶固有频率等于叶片的6倍转频，则此时的齿轮箱弹性支撑刚度对应其最小值K₂。