针对风电机组齿轮箱高速中间齿轮轴下风向侧轮齿失效问题,利用鱼骨分析方法对设计、制造、材料、装配和运行维护等方面原因进行分析,并基于仿真分析和试验研究的方法,确定齿轮失效是由于齿轮箱装配过程缺少对下风向轴承压紧量的控制,导致轴承游隙过大,引起轴上齿轮偏载。

齿轮箱是风力发电机组的关键传动部件,长期承受复杂的非平稳负载,容易出现裂纹、断齿、磨损等齿轮故障,造成安全事故及经济损失,对其进行故障诊断意义重大。针对传统的频谱分析方法无法满足非平稳工况下风电机组齿轮箱故障诊断的问题,利用阶次分析的方法对齿轮箱进行了故障诊断研究。分析了阶次分析方法的基本原理,推导并总结了齿轮箱特征阶次,最后,利用阶次分析方法对真实风场数据进行分析,准确识别了齿轮箱中的故障。

为提高风机偏航液压制动系统的响应性能和环境适应性,在常规偏航制动器的基础上改进得到一种带压力控制功能的新型制动器。以2 MW和8 MW风机为例,阐述了带压力控制的偏航制动器用于偏航液压制动系统设计时的主要方法及有益效果,并对使用和未使用该制动器的偏航液压制动系统进行了全压制动和阻尼制动工况的仿真分析与对比。结果表明,带压力控制的偏航制动器可显著提高制动系统的响应速度和低温稳定性,为风机偏航制动器及偏航液压制动系统的优化设计提供了参考。

针对风电行业主轴轴承密封应用现状及特点,对油脂泄漏的原因进行分析,从油封设计、沟槽设计、加工和装配等方面提出一些改进措施,正确合理地选择密封方案、材料和设计沟槽对提高密封效果和延长使用寿命具有重要的意义。

介绍了大型风力发电机组偏航液压制动系统的原理、组成和设计结构。对偏航液压制动系统的连接管路、偏航制动器及其摩擦片等部件造成的制动系统建压迟滞时间进行了数学建模和理论分析。利用AMESim软件建立了偏航液压制动系统的仿真模型,通过控制变量法,分别研究了连接管路类型和长度、制动流量、摩擦片弹性模量及磨损状态、偏航制动器数量等多个因素对偏航液压制动系统响应性能和稳定性的影响。研究结果明确了偏航液压制动系统设计时的注意项点并提出了设计建议,为偏航液压制动系统的设计提供了理论依据和参考。

低温环境下液压油黏度增大导致风力发电机组偏航液压制动系统性能下降,无法满足风机正常运行和安全的要求。对偏航液压制动系统受低温影响的原因及过程进行了理论分析,并对分析结果进行了仿真与试验验证。为提高偏航液压制动系统在低温环境下的响应性能,验证了短孔阻尼和制动器闭环串并联结构对提高系统制动建压和阻尼卸压速度的可行性及效果。结果表明,该方法可有效提高偏航液压制动系统在机舱低温工况下的制动能力,可为偏航液压制动系统的设计提供有益参考。

通过对矩形截面杆弹塑性扭转阶段进行有限元分析，得到了弹塑性扭转阶段的扭角，扭矩相关数据，通过MATLAB曲线拟合得到矩形截面杆弹塑性扭转阶段扭矩计算方程，并且对有限元分析数据进行了分析，总结出了矩形截面杆件弹塑性扭转变形的相关规律。