海上風電齒輪箱柔性銷結構有限元優化設計

尚振國，陳鳳艷，蔡衛國，武力波

(1.大連海洋大學機械與動力工程學院，遼寧 大連 116023)

(2.大連華銳重工集團股份有限公司，遼寧 大連 116035)

海上風電齒輪箱柔性銷結構有限元優化設計

尚振國1，陳鳳艷2，蔡衛國1，武力波1

(1.大連海洋大學機械與動力工程學院，遼寧 大連 116023)

(2.大連華銳重工集團股份有限公司，遼寧 大連 116035)

簡要介紹了柔性銷的結構和工作原理。以體積最小為目標函數，以銷軸直徑及長度、泄荷槽直徑及長度為設計變量，以柔性銷的變形位移量和柔性銷中的應力為狀態變量，應用ANSYS有限元尺寸優化方法對某8MW海上風電齒輪箱中的柔性銷進行結構優化設計。最終確定的柔性銷尺寸參數滿足設計要求。

風電齒輪箱;柔性銷;均載;有限元尺寸優化

柔性銷由英國發明家Ray Hicks在1967年發明［1］，隨后FOX＆JALLAT［2］、MONTESTRUC［3］等對柔性銷的結構進行了改進。目前應用的主要是集成式柔性銷［4］，即將柔性銷和軸承合為一體，套筒作為軸承內圈，行星輪作為軸承外圈，以使柔性銷結構更加緊湊。雖然學者們對于柔性銷的性能分析做了很多研究工作［5］，但對于柔性銷的設計尚未提出一套規范的方法。

由于安裝、運輸、維護費用高等因素，海上風力發電常采用5MW以上大功率風力發電機組，機組中的增速齒輪箱應用了柔性銷均載技術。在國外，如SMT、orbit2等都在使用這種技術;在國內，杭州齒輪箱廠從國外引進柔性銷技術，應用于3.6MW以下風電齒輪箱中。下面以某8MW海上風電齒輪箱中的柔性銷為例，應用ANSYS有限元分析軟件的尺寸優化功能對柔性銷結構進行優化設計，為工程技術人員開發應用柔性銷技術提供一點借鑒。……