風(fēng)力發(fā)電開題報(bào)告-1.5MW雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-齒輪箱.doc
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 1.5MW雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) —齒輪箱 系 部: 專 業(yè): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 開題時(shí)間: 2015 年 3 月 11 日 一、總體說明 在開題報(bào)告中要求給出你對課題的理解,類似的研究在國內(nèi)外的進(jìn)展情況,你對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步設(shè)想,主要需要解決的技術(shù)難題和解決思路,同時(shí)應(yīng)給出課題的時(shí)間安排。 二、開題報(bào)告內(nèi)容 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題的目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.課題主要工作(設(shè)計(jì)思想、擬采用的方法及手段) 3.完成課題的實(shí)驗(yàn)條件、預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)過程中可能遇到的問題以及解決的方法和措施 4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)實(shí)施計(jì)劃(進(jìn)度安排) 5. 參考文獻(xiàn) 三、撰寫要求 1.報(bào)告字?jǐn)?shù)不少于3000字 2.報(bào)告內(nèi)容一律用A4紙打印 3. 上交時(shí)間為畢業(yè)設(shè)計(jì)第三周周末。 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題的意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(可加附頁) 課題研究的目的和意義:風(fēng)能是新能源的重要組成部分,今后的發(fā)展?jié)摿艽?,根?jù)有關(guān)研究表明,在未來10年我國風(fēng)電裝機(jī)容量是目前風(fēng)電裝機(jī)總量的10倍左右。如此規(guī)模的發(fā)展?jié)摿Γ彩癸L(fēng)能行業(yè)成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。十二五規(guī)劃對風(fēng)能行業(yè)的扶持力度之大是前所未有的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常安裝在荒郊、野外、海邊等環(huán)境較惡劣的地方,而齒輪箱又安裝在機(jī)組塔架上狹小的機(jī)艙內(nèi),距地成幾十米之高,常年受極端溫差與酷暑嚴(yán)寒的影響,是引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障的主要因素之一。同事故障期常出現(xiàn)在發(fā)電高峰期。由于環(huán)境惡劣、交通不便等,隨之齒輪箱的維修成本大大提高,嚴(yán)重影響到風(fēng)唱的經(jīng)濟(jì)效益。所以,對于齒輪箱的可靠性和壽命是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。與其他工業(yè)齒輪箱相比, 由于風(fēng)電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米高的狹小機(jī)艙內(nèi),其自身的體積和重量對機(jī)艙、塔架、基礎(chǔ)、機(jī)組風(fēng)載、安裝維護(hù)費(fèi)用等都有重要影響。因此,減小外形尺寸和減輕重量顯得尤為重要。同時(shí),由于維修不便、維修成本高,通常要求齒輪箱的設(shè)計(jì)壽命為20 年,對可靠性的要求也極其苛刻。由于尺寸和重量與可靠性往往是一對不可調(diào)和的矛盾,因此風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)制造往往陷入兩難的境地。總體設(shè)計(jì)階段應(yīng)在滿足可靠性和工作壽命要求的前提下,以最小體積、最小重量為目標(biāo)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較和優(yōu)化;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以滿足傳遞功率和空間限制為前提,盡量考慮結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便等因素。由于葉尖線速度不能過高,因此隨著單機(jī)容量的增大,齒輪箱的額定輸入轉(zhuǎn)速逐漸降低,兆瓦以上級(jí)機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速一般不超過20r/min。另一方面,發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般為1500或1800r/min,因此大型風(fēng)電增速齒輪箱的速比一般在75~100左右。為了減小齒輪箱的體積,500kW以上的風(fēng)電增速箱通常采用功率分流的行星傳動(dòng);500kW~1000kW常見結(jié)構(gòu)有2級(jí)平行軸+1級(jí)行星和1級(jí)平行軸+2級(jí)行星傳動(dòng)兩種形式;兆瓦級(jí)齒輪箱多采用2級(jí)平行軸+1級(jí)行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。由于行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,而且大型內(nèi)齒圈加工困難,成本較高,即采用2級(jí)行星傳動(dòng),也以NW傳動(dòng)形式最為常見。目前,國際上生產(chǎn)風(fēng)電齒輪箱的公司主要有Renk、Flender、Hansen Transmission等,國外內(nèi)齒圈大多采用滲碳淬火磨齒的斜齒輪,以提高行星傳動(dòng)的強(qiáng)度,減小該級(jí)的尺寸和重量。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀: 我國在結(jié)構(gòu)件的加工和裝配精度等方面從重要性認(rèn)識(shí)到裝備水平都與國外先進(jìn)水平有一定的差距。高品質(zhì)、高可靠性風(fēng)電齒輪箱的獲得,除了先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和必要的制造裝備外,離不開制造過程每一個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格質(zhì)量控制。 國外兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱是隨著風(fēng)電機(jī)組的開發(fā)而發(fā)展起來的,RENK FLENDER 等風(fēng)電齒輪箱制造公司采用將先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)與試驗(yàn)測試相結(jié)合的方法,大大提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。我國的風(fēng)電齒輪箱行業(yè)自2007 開始進(jìn)入快速發(fā)展的軌道,以南京高速齒輪箱有限公司為代表的齒輪箱廠或是增強(qiáng)自身的研發(fā)能力,或是擴(kuò)大自身的產(chǎn)能。盡管如此,我國風(fēng)電齒輪箱仍是風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化中的薄弱環(huán)節(jié)。雖然多數(shù)廠家通過各種渠道與國外先進(jìn)的設(shè)計(jì)公司進(jìn)行合作,但在設(shè)計(jì)的水平,經(jīng)驗(yàn)的積累和人才的儲(chǔ)備方面仍需不斷的努力。 在風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面,由于風(fēng)電齒輪箱容量的發(fā)展,零部件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)大功率化的要求, 大功率齒輪箱的最新經(jīng)驗(yàn)對新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展起到了重要作用。備受關(guān)注的IEC61400-4已經(jīng)公布,從中國風(fēng)能協(xié)會(huì)主辦的講座上獲知,IEC61400 - 4 參考了新的標(biāo)準(zhǔn),在有些被證明非常重要的章節(jié)增加了內(nèi)容, 相對于ISO81400-4,增加了不同傳動(dòng)鏈形式的細(xì)節(jié),考慮了更多的失效情況,在載荷計(jì)算的步驟上增加了更多信息,考慮了特殊運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì),使載荷情況能覆蓋所有運(yùn)行條件。相對于GL Guideine,IEC61400-4 增加了背景信息,比GL要求的條件更嚴(yán)格??梢灶A(yù)見,隨著相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的公布,風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)技術(shù)將隨之進(jìn)一步發(fā)展。 二、課題預(yù)期目標(biāo)及主要工作(設(shè)計(jì)思想、擬采用的方法及手段) 課題預(yù)期目標(biāo)及主要工作: 在風(fēng)力發(fā)電在我國迅猛發(fā)展的這幾十年里,隨著運(yùn)行時(shí)間積累,發(fā)現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的液壓,監(jiān)控,機(jī)械傳動(dòng)等幾大系統(tǒng)中,傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪箱的故障率最高,并且是更換維修最貴的部件之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),風(fēng)電齒輪箱的損壞在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)的故障中占據(jù)了很大比重,有的風(fēng)力發(fā)電廠齒輪箱損壞率高達(dá)40~50%,與其他工業(yè)齒輪箱相比,風(fēng)電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米的狹小機(jī)艙內(nèi),其維修不便,維修成本很高,要求有較高的可靠性和較長的壽命。因此,高可靠性風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)制造技術(shù)成為風(fēng)力機(jī)快速發(fā)展的主要與其他工業(yè)齒輪箱相比,風(fēng)電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米的狹小機(jī)艙內(nèi),其維修不便,維修成本很高,要求有較高的可靠性和較長的壽命。因此,高可靠性風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)制造技術(shù)成為風(fēng)力機(jī)快速發(fā)展的主要瓶頸。本次設(shè)計(jì)課題為“1.5MW雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一個(gè)重要的機(jī)械部件,其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。 擬采用的方法及手段 對齒輪箱進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì),并對其主要傳動(dòng)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核。了解和掌握行星齒輪箱在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的問題,特別是受力比較比較嚴(yán)重的零件,比如軸、齒輪等,對其強(qiáng)度和剛度,壽命及穩(wěn)定性有比較高的要求。在理論分析、計(jì)算的基礎(chǔ)上,保證其危險(xiǎn)零件的傳動(dòng)要求,選擇最佳傳動(dòng)方案,使所設(shè)計(jì)出來的齒輪箱結(jié)構(gòu)緊湊,性能可靠,達(dá)到最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)出的齒輪箱后,提高葉輪的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電的要求,從而能夠最大限度的利用風(fēng)能,最后運(yùn)用AutoCAD軟件繪圖和Pro.e軟件進(jìn)行三維建模。 三、預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)過程中可能遇到的問題以及解決的方法和措施 設(shè)計(jì)中可能遇到的問題: (1)資料搜集不夠齊全,對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不夠了解; (2) .參數(shù)設(shè)置的不準(zhǔn)確,在校核計(jì)算中出現(xiàn)錯(cuò)誤; (3) 制圖軟件使用不熟練,所畫圖紙存在不足或不當(dāng); (4) 系統(tǒng)控制方面的知識(shí)欠缺,控制部分的設(shè)計(jì)不夠詳細(xì); (5) 設(shè)計(jì)說明書的編寫不合要求。 解決的方法和措施: (1) 購買相關(guān)材料,認(rèn)真學(xué)習(xí);借閱盡可能多的圖書,學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí);熟悉風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)、塔筒和基礎(chǔ)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 (2) 理解傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪箱的工作原理,涉及到參數(shù)設(shè)置時(shí)參照已有設(shè)計(jì)或者請教指導(dǎo)老師。 (3) 熟悉Auto CAD的二維制圖技巧,以便完成各零件圖和裝配圖的繪制;抓緊學(xué)習(xí)三維實(shí)體繪圖軟件,爭取做出實(shí)體圖。 (4) 盡可能掌握某一自動(dòng)系統(tǒng)控制方法,完成系統(tǒng)控制中的軟件部分。 (5) 在編寫設(shè)計(jì)說明書時(shí),嚴(yán)格按照相關(guān)格式要求編輯。認(rèn)真總結(jié)分析設(shè)計(jì)過程中所做的筆記,核實(shí)參數(shù),運(yùn)用專業(yè)術(shù)語,規(guī)范詳實(shí)地編寫設(shè)計(jì)說明書。 四、進(jìn)度安排 時(shí) 間 (按院進(jìn)程周數(shù)) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 第一、二周 下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),學(xué)生查閱、整理相關(guān)資料,完成開題報(bào)告。完成專業(yè)外語翻譯工作 第三周 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)大綱 第四、五周 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能分析、計(jì)算與校核 第六、七周 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、對標(biāo)準(zhǔn)元器件的選型;部件結(jié)構(gòu)及裝配圖CAD繪制 第八、九、十周 學(xué)習(xí)三維軟件,繪制部件3D視圖 第十一周 針對定制大綱,有針對組織和整理材料,完成機(jī)組設(shè)計(jì),修改及審查論文,進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 五、參考文獻(xiàn) 【1】 能源研究會(huì).能源領(lǐng)域,科技發(fā)展“十五規(guī)劃”和2015年研究前景,1999. 【2】 姚興佳,宋俊,等.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009 【3】 風(fēng)力發(fā)電齒輪箱設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展與展望_劉忠明 【4】 風(fēng)力渦輪機(jī)--第4部分:風(fēng)力渦輪機(jī)變速箱的設(shè)計(jì)要求. 【5】 專業(yè)的機(jī)械傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì)、優(yōu)化、分析及系統(tǒng)的仿真軟件. 六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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