风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法与流程

本发明涉及风电齿轮箱，尤其涉及一种风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法。

背景技术：

1、风能作为新兴的能源，近些年占国家能源需求比率越来越高，其技术进步也是日新月异，对风力发电机组中的核心部件齿轮箱的要求也越来越高。而行星部件作为齿轮箱传动链中至关重要的一部分，其可靠有效的设计尤为关键，针对行星级的均载性能测试是验证行星部件设计可靠性的最直观、最有效的评价方法，近几年倍受行业重视。

2、由于齿轮箱运转过程中齿圈与箱体保持静止状态，齿圈的齿根应变数据传输的光纤线可以通过齿轮箱箱体观察窗口接出至外部动态应变仪，因此目前行业普遍通过采集齿圈的齿根应变数据来评价行星级的均载性能。

3、随着行业竞争压力日益剧增，要求各企业不断优化齿轮箱设计方案，而单一从齿圈的齿根应变数据分析行星级均载性能已经不能满足当下的齿轮箱设计需求，通过测试齿圈齿根应变、太阳轮的齿根应变数据来全面分析行星级均载性能才能满足风电齿轮箱行星级设计可靠性的评价需求。

4、然而，太阳轮处于齿轮箱传动的中心位置，齿轮箱内部结构复杂，而针对太阳轮的齿根应变检测需要在齿轮箱工作状态下完成，则如何在齿轮箱工作装态下将太阳轮的齿根应变数据传输至齿轮箱外部动态应变仪，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，其能够通过测试太阳轮齿根应变并分析行星级均载性能。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，包括以下步骤：

4、在每个轮齿的接触面根部危险截面位置，使用胶水粘贴应变片，且应变片沿齿槽方形等间距居中分布；同时，齿根危险截面位置在与齿根圆角相切处，即与齿宽对称中心线成30°角的直线；

5、保证粘贴应变片齿数与行星轮数量相等；

6、将太阳轮应变片与光纤线相连接，光纤线与光纤旋转连接器相连通，光纤旋转连接器再通过另一光纤线连接至动态应变仪，动态应变仪与计算机电连接；通过此传输路径，齿轮箱运转过程中太阳轮与行星轮啮合后齿根变形数据能够经动态应变仪采集和处理，并最终汇总至计算机。

7、其中，太阳轮与转架采用花键形式连接，且光纤传输管与转架相固定，则太阳轮、转架、以及光纤传输管具有共同转速，同时光纤线在齿轮箱运转过程中与太阳轮、转架、以及光纤传输管以共同转速转动；

8、轴承套与光纤传输管为孔轴过盈配合安装，且在轴承套的外圆安装有轴承及密封件，则太阳轮、转架、光纤传输管、轴承、密封件、以及轴承套构成风电齿轮箱太阳轮齿根应变传输装置。

9、具体地，光纤线数量与应变片数量一一对应，同时与太阳轮应变片相连接的光纤线由太阳轮齿槽方向引出；同一齿槽中太阳轮应变片及光纤线在齿槽部分采用防护胶水覆盖保护，且防护胶水覆盖不超过与太阳轮相啮合的行星轮齿顶圆直径。

10、进一步地，光纤旋转连接器由转子和定子组成，第一接口在转子端，第二接口在定子端；第一接口用于通过光纤线与太阳轮应变片连接，第二接口用于通过光纤线与动态应变仪连接。

11、相对于现有技术，本发明所述的风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法具有以下优势：

12、本发明提供的风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法中，以太阳轮齿根粘贴应变片的方式采集太阳轮齿根应变数据，通过应变片、光纤线、光纤旋转连接器、光纤线、动态应变仪、以及计算机的数据传输路径，应用一种风电齿轮箱太阳轮齿根应变传输装置，将齿轮箱运转过程中的太阳轮齿根应变数据传输给齿轮箱外部数据采集仪，从而为齿轮箱行星级均载性能分析提供有效数据支撑。

技术特征：

1.一种风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，其特征在于，太阳轮与转架采用花键形式连接，且光纤传输管与转架相固定，则太阳轮、转架、以及光纤传输管具有共同转速，同时光纤线在齿轮箱运转过程中与太阳轮、转架、以及光纤传输管以共同转速转动；

3.根据权利要求2所述的风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，其特征在于，光纤线数量与应变片数量一一对应，同时与太阳轮应变片相连接的光纤线由太阳轮齿槽方向引出；同一齿槽中太阳轮应变片及光纤线在齿槽部分采用防护胶水覆盖保护，且防护胶水覆盖不超过与太阳轮相啮合的行星轮齿顶圆直径。

4.根据权利要求1所述的风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，其特征在于，光纤旋转连接器由转子和定子组成，第一接口在转子端，第二接口在定子端；第一接口用于通过光纤线与太阳轮应变片连接，第二接口用于通过光纤线与动态应变仪连接。

技术总结
一种风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，涉及风电齿轮箱技术领域，其能够通过测试太阳轮齿根应变并分析行星级均载性能。所述风电齿轮箱太阳轮齿根应力检测方法，在每个轮齿的接触面根部危险截面位置，使用胶水粘贴应变片，且应变片沿齿槽方形等间距居中分布；同时，齿根危险截面位置在与齿根圆角相切处，即与齿宽对称中心线成30°角的直线；保证粘贴应变片齿数与行星轮数量相等；将太阳轮应变片与光纤线相连接，光纤线与光纤旋转连接器相连通，光纤旋转连接器再通过另一光纤线连接至动态应变仪，动态应变仪与计算机电连接；通过此传输路径，齿轮箱运转过程中太阳轮与行星轮啮合后齿根变形数据能够经动态应变仪采集和处理，并最终汇总至计算机。

技术研发人员：梁政权,赵晶晶,杨平,任世文,牛斌,王雷,冯佳成,李想
受保护的技术使用者：银川威力传动技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17