风机齿轮箱关键部件模态分析与润滑特性研究的任务书.docx

风机齿轮箱关键部件模态分析与润滑特性研究的任务书
任务书
一、任务背景和意义
风机齿轮箱是风电机组的关键部件之一，其安全性、可靠性和寿命直接影响着风电机组的运行效率和经济效益。齿轮箱中的各种部件的振动、噪声、温度、润滑等特性是导致齿轮箱故障的主要原因之一。因此，分析齿轮箱关键部件的振动特性和润滑特性，对于提高风电机组的运行可靠性、延长齿轮箱的使用寿命具有非常重要的意义。
二、研究的内容和目标
本研究的主要内容包括风机齿轮箱关键部件模态分析和润滑特性研究。具体目标如下：
1.风机齿轮箱关键部件模态分析
通过分析齿轮、轴承、轴等关键部件的振动特性，确定其固有频率和振动模态。通过模态分析，研究齿轮箱关键部件的振动特性，寻找并以图示形式展示容易损坏的齿轮箱部件和应力集中的部位，为提前发现和修复潜在的故障隐患提供依据。
2.齿轮箱润滑特性研究
通过实验研究和模拟计算，分析齿轮箱不同润滑方式的摩擦、磨损情况，探讨影响齿轮箱润滑效果的因素。通过分析齿轮箱润滑特性，为确保风机齿轮箱的正常运转，提出相应的润滑方案。
三、研究方法和技术路线
1.风机齿轮箱关键部件模态分析
采用有限元方法，建立齿轮箱模型，进行模态分析。同时，采用计算机软件仿真分析齿轮箱关键部件的振动模态，得出各个部位的固有频率和振动模态，通过图示形式展示容易损坏的齿轮箱部件和应力集中的部位，并提出相应的修复建议。
2.齿轮箱润滑特性研究
在实验室条件下，将不同润滑方式的齿轮箱进行试验研究，监测不同润滑方式下的磨损情况和摩擦力矩。同时，采用计算机仿真模拟，研究不同参数对齿轮箱润滑效果的影响，并从液压传动、电动传动、润滑油脂等不同方面提出相应的优化建议。
四、研究保障和预期结果
通过对风机齿轮箱关键部件的模态分析和润滑特性研究，本研究将为提高风电机组的运行可靠性、延长齿轮箱的使用寿命提供一定的科学依据。同时，为风电行业提供相关技术服务和建议，为齿轮箱研究提供实验手段和分析方法，从而促进我国风电产业的发展。预期研究成果包括：
1.齿轮箱关键部件模态分析结果和修复建议。
2.齿轮箱不同润滑方式的磨损情况和摩擦力矩测试结果及分析报告。
3.齿轮箱润滑特性仿真模拟结果和优化方案。
五、进度安排和研究要点
本研究计划分为两个阶段进行：
第一阶段：齿轮箱关键部件模态分析
第1-3个月：研究文献，建立齿轮箱模型。
第4-6个月：有限元分析齿轮箱关键部件的振动模态。
第7-8个月：绘制模态图，得出固有频率和振动模态。
第9-10个月：形成分析报告，提出建议修复方案。
第二阶段：齿轮箱润滑特性研究
第11-13个月：进行润滑实验，监测磨损情况和摩擦力矩。
第14-16个月：采用计算机仿真模拟，研究不同参数对齿轮箱润滑效果的影响，并提出相应的优化方案。
第17-18个月：形成分析报告，提出针对固有缺陷的齿轮箱润滑方案。
六、经费预算
本研究所需经费主要包括实验室器材维护费用、研究人员工资和差旅费，预计总经费为20万元。
七、研究成果
本研究的成果将以报告形式提交，并以学术论文的形式发表。具体成果包括：
1.齿轮箱关键部件模态分析报告。
2.齿轮箱润滑特性研究报告。
3.修复建议和润滑优化方案。
4.相关学术论文若干。
五、参考文献
[1]向建国.风电齿轮箱故障谱研究[D].青岛:山东科技大学,2017.
[2]刘波.风电机组齿轮箱能效分析与优化[D].哈尔滨:东北电力大学,2015.
[3]HuiZhou,XuanChen,PengChen,etal.Anewapproachofwindturbinegearfaultdiagnosisusingcoherence-basedtime-frequencyfeature[J].RenewableEnergy,2019,139:1182-1189.
[4]NafizAhmedChisty,LawrenceLi,WzhaochongYang,etal.OnlineConditionMonitoringSystemforWindTurbines:AReview[J].AppliedSciences,2018,8(11):2075.