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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明提供了一种串列式双风轮风电机组传动链支撑设计方法，包括以下步骤，传动链支撑选型；确定前后传动链主轴直径；直接法计算前后传动链主轴直径；迭代法求出前传动链主轴最小挠度时的主轴跨距以及后传动链主轴长度许可范围；利用重心方向合力矩为零计算后传动链主轴跨距；根据传动链总长约束条件确定支撑形式。本发明通过传动链支撑选型，确定主轴直径，求出前传动链主轴最小挠度时的主轴跨距以及后传动链主轴长度许可范围，再计算后传动链主轴跨距，根据传动链总长约束条件确定支撑形式，能够快速有效的对水平轴式双风轮风力发电机组传动链支撑形式进行设计。

主权项：1.一种串列式双风轮风电机组传动链支撑设计方法，其特征在于：包括以下步骤，1、串列式双风轮风电机组传动链支撑选型；2、选用轴承确定前后传动链主轴直径；或者直接法计算前后传动链主轴直径；①直接计算法由已知轮毂坐标系下前后风轮轮毂端六自由度载荷以及轮毂中心到靠近轮毂端主轴轴承水平轴向距离Lr，利用材料力学第三理论强度公式直接计算主轴直径；1由于从轮毂端到靠近轮毂端轴承处轴段除了承受扭矩以外还承受了由轮毂端传递过来的以及轮毂重量自身产生的弯矩，轴径计算公式： 式中：靠近轮毂端轴承中心处主轴弯矩M、扭矩T； -校正系数对于静力计算取值1；σ-1-轴许用弯曲应力，Pa；α-轴空心度，一般为0.5～0.6；2而靠近齿轮箱端轴段基本不承受弯矩，主要是承受扭矩的作用，轴径公式： 式中：τ-1-许用扭转剪切应力，Pa；②利用选择轴承确定主轴轴径由已知轮毂端极端载荷以及其它部件的结构参数、重量，利用Matlab设定轴长进行迭代计算主轴轴承径向支撑、轴向支撑反力，随后得出当量静载荷；由计算出的基本额定静载荷C以及轴承选择边界条件，即宽度限制、外径限制、加工难度、轴承工作转速，来确定轴径；当量静载荷P计算公式：P＝X0Fr+Y0Fa式中：X0、Y0-分别为轴承径向静载荷系数、轴向静载荷系数；Fr、Fa-分别为轴承径向载荷、轴向载荷，N；通过由与轴承相配合部位刚度选择安全因素S0，计算出基本额定静载荷值，随后与轴承边界条件选择轴承，相应轴承内径则为轴径；基本额定静载荷C：C＝S0P3、迭代法求出前传动链主轴最小挠度时的主轴跨距以及后传动链主轴长度许可范围；其中，由计算出的主轴直径，通过现有轴承内径来进行参数圆整，然后通过用迭代法计算前后风轮传动链各主轴长度下主轴外伸端连接轮毂处产生的径向位移，而径向位移是以轴z方向受力变化引起的，y方向相对很小忽略不计：①四点支撑主轴外伸端连接轮毂处产生的总径向位移为：Y＝Yf+YM+Y1+Y2②三点支撑主轴外伸端连接轮毂处产生的总径向位移为：Y＝Yf+YM+Y1+Y2+Y3Yf-风轮重量以及轮毂端中心z方向的载荷产生的径向位移；YM-轮毂端y方向弯矩My产生的径向位移；Y1、Y2-两轴承支承变形引起的径向位移，Y3-齿轮箱两侧弹性支承变形引起的径向位移；4、根据塔架位置以及某工况下，利用重心方向合力矩为零计算后传动链主轴跨距；其中先根据主轴外伸端连接轮毂处产生的总径向位移确定前风轮传动链最佳主轴跨距Lm1，后根据塔架位置以及处于最大概率某正常发电工况下轮毂端载荷，以塔架为中心点，使整体传动链在此工况下达到静态平衡，即合力矩M为零，来计算后风轮传动链主轴跨距Lm2，∑M＝My1+Mr1+Mz1+Mm1+Mx1+Mj+Mx2+Mm2+Mz2+My2+Mr2式中：My1、My2-前、后风轮轮毂y方向所受弯矩，Mj-发电机重量Gj产生的弯矩；Mr1、Mr2-前、后风轮轮毂z方向载荷，包括轮毂、叶片受风力载荷Fzi、Fz2以及风轮轮毂、叶片重量Gr1、Gr2产生的弯矩；Mz1、Mz2-前、后传动链主轴轴承重量产生的弯矩；Mm1、Mm2-前、后传动链主轴重量Gm1、Gm2产生的弯矩；Mx1、Mx2-前、后传动链齿轮箱重量Gx1、Gx2产生的弯矩；5串列式双风轮风电机组根据传动链总长约束条件确定支撑形式。

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