[发明专利]一种风电齿轮箱轴承故障识别方法及系统

权利要求书

1.一种风电齿轮箱轴承故障识别方法，其特征在于，所述方法包括：

获取风电齿轮箱的部件参数；

将所述风电齿轮箱的部件参数输入预先建立的风电齿轮箱动力仿真模型中，得到所述风电齿轮箱的固有频率和时域响应结果；

基于所述得到所述风电齿轮箱的固有频率和时域响应结果识别所述风电齿轮箱轴承的故障；

其中，所述预先建立的风电齿轮箱动力仿真模型是基于风电齿轮箱轴承游隙和轴承滚动体的各故障类型建立的；

所述预先建立的风电齿轮箱动力仿真模型的建立过程包括：

步骤A:根据风电齿轮箱轴承的游隙参数和轴承滚动体的各故障类型确定风电齿轮箱中轴承在各故障类型下对应的轴承刚度力元，包括：

确定各故障类型下所述风电齿轮箱轴承中滚动体的刚度浮动值；

利用所述各故障类型下所述风电齿轮箱轴承中滚动体的刚度浮动值确定所述各故障类型下所述滚动体的赫兹接触应力，并求解所述各故障类型下所述风电齿轮箱轴承中各个滚动体的赫兹接触应力，将所述各故障类型下所述风电齿轮箱轴承中各个滚动体的赫兹接触应力之和作为所述各故障类型下所述风电齿轮箱轴承的径向力；

按下式确定风电齿轮箱中轴承在第i种故障类型下对应的轴承刚度力元：

式中，为在第i种故障类型下风电齿轮箱轴承内滚道c对应位移j下的径向力，为在第i种故障类型下轴承内滚道c的径向位移，为在第i种故障类型下轴承外滚道h的径向位移，为在第i种故障类型下判断轴承滚动体是否开始受载的参数，为在第i种故障类型下风电齿轮箱轴承的游隙参数；

步骤B：基于所述风电齿轮箱中轴承在各故障类型下对应的轴承刚度力元在simpack软件中建立风电齿轮箱动力仿真模型；

所述齿轮箱动力学模型中的个体包括：风机主轴承、主轴、一级行星架、一级行星轮、一级太阳轮、第一中速轴、二级行星架、二级行星轮、齿轮箱箱体、二级太阳轮、第二中速轴、中速段齿轮、高速段齿轮、高速轴、联轴器，以及齿轮箱内部各级轴承；

其中，对风机齿轮箱箱体、风机一级行星架、风机二级行星架、主轴、主轴承、风机第一中速轴、风机第二中速轴和风机高速轴采用柔性体建模；

联轴器采用多刚体方式建模；

太阳轮、二级太阳轮、各级行星轮和齿圈采用刚体方式建模。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述得到所述风电齿轮箱的固有频率和时域响应结果识别所述风电齿轮箱轴承的故障，包括：

判断得到的所述风电齿轮箱的固有频率和时域响应结果是否与所述各故障类型对应的任一固有频率和时域响应结果相对应，若是，则将所述固有频率和时域响应结果对应的故障类型识别为所述风电齿轮箱轴承的故障类型，否则，所述风电齿轮箱轴承无故障；

其中所述各故障类型对应的固有频率和时域响应结果是分别将各故障类型下对应的风电齿轮箱的部件参数输入预先建立好的风电齿轮箱动力仿真模型中得到的。