风电设备叶片疲劳检测旋转装置设计
风机叶片振动检测与分析
>>Research&Discussion风机叶片振动检测与分析Vibration Detection and Analysis of Fan Blade贾旭光张洋于艳娟(徐州市检验检测中心，徐州市221000)Jia Xuguang Zhang Yang Yu Yanjuan(Xuzhou Inspection and Testing Center,Xuzhou221000)【摘要】风机叶片裂纹是一种常见的叶片损伤，容易引起叶片动力学特性的改变，反映为受迫振动、自动衰减振动中振动信号的变化。
因为叶片振动信号属于时变信号，叶片损伤前后各阶固有频率变化较小，在时域、频域等方面无法将叶片损伤程度判断出来。
基于此本文首先对风机叶片振动常见形式进行概述，然后介绍了风机叶片损伤机理及检测方法，最后进行了风机叶片振动检测实验模拟与分析。
【关键词】风机叶片振动检测Abstract:Fan blade crack is a common blade damage,easy to cause the change of blade dynamic characteristics, reflected by forced vibration,automatic attenuation vibration signal changes.Because blade vibration signals are time-varying signals,the natural frequencies of each order before and after blade damage change little,and the damage degree of blade cannot be judged in time domain and frequency domain.Based on this,the paper firstly summarizes the common vibration forms of fan blades,then introduces the damage mechanism and detection methods of fan blades,and finally carries out the simulation and analysis of the vibration detection experiment of fan blades.Key words:Fan Blade Vibration Detection叶片在风电机组中属于关键的构成部分，发挥着能量转化的作用。
风电叶片结构疲劳状态智能评估与预警
风电叶片结构疲劳状态智能评估与预警随着社会对可再生能源需求的增加，风能作为一种重要的清洁能源正日益受到重视。
风电叶片作为风力发电机组的核心部件，其疲劳状态的评估与预警显得尤为重要。
本文将介绍风电叶片结构的疲劳状况智能评估与预警技术。
一、风电叶片疲劳状态评估的重要性及背景风电叶片在长期的运行过程中会承受风力带来的巨大压力和振动，容易导致疲劳破坏。
疲劳破坏的发生不仅可能导致风电叶片的损坏，还会造成安全隐患和能源损失。
因此，准确评估风电叶片的疲劳状态，采取有效的预警措施对于保障风电系统的稳定运行至关重要。
二、风电叶片疲劳状态评估方法1. 传统方法：传统的风电叶片疲劳状态评估方法主要依靠人工检查和设备监测。
人工检查需要大量的时间和人力，并且无法实现对风电叶片内部结构的全面评估。
设备监测虽然能够实时监测叶片的振动和温度等参数，但对于疲劳损伤的评估仍然有一定的局限性。
2. 基于数据分析的方法：随着大数据和人工智能的兴起，基于数据分析的风电叶片疲劳状态评估方法逐渐成为研究的热点。
这种方法通过采集大量的风电叶片运行数据，并应用数据挖掘和机器学习等技术，建立疲劳状态评估模型，可实现对叶片结构的智能评估和预警。
三、风电叶片疲劳状态预警技术1. 基于振动信号的预警技术：风电叶片在运行过程中会产生一定的振动信号，这些振动信号包含了叶片结构的重要信息。
利用振动信号分析技术，可以提取叶片的振动特征，进而判断叶片是否存在疲劳损伤，并进行预警。
2. 基于温度变化的预警技术：叶片在风力作用下产生摩擦，会导致温度的变化。
利用温度传感器等设备，实时监测叶片温度的变化情况，当温度异常升高时，可能意味着叶片存在疲劳损伤，并及时进行预警。
3. 基于机器学习的预警技术：机器学习技术能够从海量的数据中学习和发现规律，并进行预测和判断。
通过对大量的风电叶片运行数据进行学习和训练，可以建立预测模型，实现对叶片疲劳状态的预警。
四、风电叶片疲劳状态智能评估与预警的挑战与展望1. 数据获取问题：风电叶片的运行数据获取面临一定的困难和挑战，如数据采集设备的设置和维护问题等。
风电叶片设计流程
叶片设计流程一. 空气动力设计1.确定风轮的几何和空气动力设计参数2.选择翼型3.确定叶片的最佳形状4.计算风轮叶片的功率特性5.如果需要可以对设计进行修改并重复步骤4,以找到制造工艺约束下的最佳风轮设计。
6.计算在所有可遇尖速比下的风轮特性对于每个尖速比可采用上面步骤4所述的方法，确定每个叶素的空气动力状态，由此确定整个风轮的性能。
7.风力机叶片三维效应分析8.非定常空气动力现象9.风力机叶片的动态失速10.叶片动态入流.风机载荷计算作为风力机设计和认证的重要依据，用于风力机的静强度和疲劳强度分析。
国际电工协会制定的IEC61400-1标准、德国船级社制定的GL规范和丹麦制定的DS 472标准等对风力机的载荷进行了详细的规定。
2.1 IEC61400-1标准规定的载荷情况2.2 风机载荷计算1计算模型1）风模型（1）正常风模型（2）极端风模型（3）三维湍流模型2）风机模型风机模型包括几何模型、空气动力学模型、传动系统动力学模型、控制系统闭环模型和运行状态监控模型等。
2风力机载荷特性1）叶片上的载荷（1）空气动力载荷包括摆振方向的剪力Q yb和弯矩M Xb、挥舞方向的剪力Q b和弯矩M Jb以及与变浆距力矩平衡的叶片俯仰力矩M b。
可根据叶片空气动力设计步骤4中求得的叶素上法向力系数Cn和切向力系数Ct,通过积分求出作用在叶片上的空气动力载荷。
（2）重力载荷作用在叶片上的重力载荷对叶片产生的摆振方向弯矩，随叶片方位角的变化呈周期变化，是叶片的主要疲劳载荷。
（3）惯性载荷(4)操纵载荷2 )轮毂上的载荷3)主轴上的载荷4)机舱上的载荷5)偏航系统上的载荷6)塔架上的载荷三.风力机气动弹性当风力机在自然风条件下运行时，作用在风力机上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使结构产生变形和振动，影响风力机的正常运行甚至导致风力机损坏。
因此，在风力机的设计中必须考虑系统的稳定性和在外载作用下的动力响应，主要有①风力机气动弹性稳定性和动力响应②风力机机械传动系统的振动③风力机控制系统(包括偏航系统和变浆距系统等) 的稳定性和动力响应④风力机系统的振动。
风电叶片局部缺陷无损检测与评估技术
风电叶片局部缺陷无损检测与评估技术随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁能源技术越来越受到关注。
风电叶片是风力发电装置中最重要的组成部分之一，因此对其质量进行准确评估和检测变得至关重要。
本文将介绍风电叶片局部缺陷的无损检测与评估技术。
一、综述风电叶片常受到来自环境和使用条件的多种外部和内部的损伤，如风吹雨打、温度变化、结冰等等。
这些损伤可能导致叶片结构减弱，影响风力发电系统的性能和寿命。
因此，风电叶片的无损检测与评估技术一直是风能行业的研究热点。
二、无损检测技术1. 超声波检测：超声波技术是目前应用最广泛的无损检测技术之一。
它通过将超声波传递到叶片内部，利用声波在不同媒介中传播的速度和反射来检测并定位叶片中的缺陷。
这种技术非常灵敏且无损，可以检测到叶片内部的微小缺陷。
2. 红外热像检测：红外热像技术利用红外辐射测量物体表面的温度分布，可以在叶片表面快速发现热点和异常温度区域，从而确定潜在的缺陷位置。
这种技术对于检测叶片表面的损伤非常有效，但对于内部缺陷的检测能力较弱。
3. 振动检测：振动检测技术通过测量叶片的振动特性来检测缺陷。
通过对叶片进行激励并测量其产生的振动信号，可以判断叶片的结构是否存在异常。
这种方法对于评估叶片的整体性能非常有效，但对于局部缺陷的检测有一定局限性。
三、评估技术1. 声发射评估：声发射评估技术是一种能够在叶片正常运行时监测和评估其结构完整性的方法。
通过对叶片进行周期性的声波激励，并测量其产生的声发射信号，可以判断叶片中是否存在裂纹、孔洞等缺陷，并对其程度进行评估。
2. 电学参数评估：通过测量叶片的电学参数，如电阻、电容等，可以评估叶片的结构完整性。
由于缺陷会改变叶片内部的电学性质，因此可以通过分析电学参数的变化来判断叶片的损伤情况。
3. 模型仿真评估：利用数值仿真软件对风电叶片进行模拟分析，可以评估叶片在各种外部力和气象条件下的受力和变形情况。
通过比较仿真结果与实际测量数据的差异，可以预测叶片的寿命和可能的损伤性。
风电 等效疲劳载荷计算
风电等效疲劳载荷计算风电是一种利用风能转换成电能的清洁能源，越来越受到人们的关注和重视。
然而，由于长期以来的运行和风力的变化，风机的叶片和其他部件会受到疲劳载荷的影响。
因此，进行风电的等效疲劳载荷计算，对于确保风机的运行安全和可靠性至关重要。
在风电行业中，等效疲劳载荷计算是评估风机叶片和其他部件的疲劳寿命的关键步骤。
通过对风机在不同风速下的工作状态进行模拟和分析，我们可以得出风机在实际工作中所受到的等效载荷。
这些载荷包括风速、风向、温度、湿度以及其他环境因素等，它们会对风机的叶片、轴承、齿轮等部件产生影响。
为了进行等效疲劳载荷计算，首先需要确定风机的设计参数和工况条件。
这些参数包括风机的额定功率、切入风速、切出风速等。
然后，通过采集和分析实际风机的运行数据，得出风机在不同风速下的工作状态和风能转换效率。
同时，还需要考虑到风机的使用年限、维护情况等因素，以确定风机的使用寿命和疲劳载荷。
在进行等效疲劳载荷计算时，需要结合风机的结构特点和材料特性，采用适当的疲劳寿命模型和计算方法。
常用的疲劳寿命模型包括Wöhler曲线和Miner准则等。
通过这些模型，可以预测风机在实际工作中的疲劳寿命，并进行疲劳载荷的评估和优化。
在进行等效疲劳载荷计算时，还需要考虑到风机的安全系数和可靠性要求。
通过合理设置安全系数，可以确保风机在设计寿命内不会发生破坏和事故。
同时，还需要进行可靠性分析，评估风机在不同工作状态下的可靠性水平，并制定相应的维护和保养计划，以确保风机的长期运行和性能稳定。
等效疲劳载荷计算是风电行业中一项重要的技术工作。
通过合理的计算和评估，可以确保风机的运行安全和可靠性，从而推动风电产业的发展并促进清洁能源的利用。
让我们共同努力，为构建美丽家园做出贡献。
基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计
基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计风电机组是目前广泛应用于清洁能源领域的一种发电设备，其核心部件之一是叶片。
叶片的设计与优化对于提高风电机组的发电效率、减少结构疲劳损伤具有重要意义。
本文将基于ANSYS软件，对风电机组叶片的动态响应进行分析，并提出优化设计方法。
一、叶片动态响应分析叶片在工作过程中会受到风力的作用而发生弯曲和振动，因此需要进行动态响应分析。
首先，我们需要建立叶片的有限元模型。
通过ANSYS的建模工具，可以将叶片的几何形状进行三维建模，并使用适当的材料属性对叶片进行参数化描述。
在建立有限元模型后，我们需要给予风电机组施加载荷。
根据风力的特性和叶片的运行条件，可以采用风力加载模块对叶片进行施加风载。
该模块可以模拟风力的作用，计算叶片所受的风载大小和方向，并将其作为载荷输入到有限元模型中。
接下来，通过ANSYS的动态分析功能，对叶片的振动响应进行计算。
动态分析将考虑材料的刚度、阻尼和质量等因素，得出叶片在不同工况下的振动情况。
通过分析叶片的振动频率和振型，可以评估叶片的结构是否合理，是否存在共振问题。
二、叶片优化设计在进行叶片的优化设计时，我们可以通过ANSYS的参数化设计功能来实现。
首先，我们需要确定需要优化的设计变量，如叶片的几何参数、材料参数等。
然后，通过定义参数和参数范围，可以使得ANSYS自动地进行参数组合和计算。
通过进行多次模拟计算和优化迭代，可以得到不同设计变量组合下的叶片性能。
根据设定的优化目标，如最小化叶片的振动响应或最大化叶片的发电效率，可以选取最优的设计变量组合作为最终的优化设计方案。
另外，对于叶片的优化设计，还可以考虑使用拓扑优化方法。
拓扑优化可以根据预设的约束条件和目标函数，在给定的设计空间内调整叶片的材料分布，使得叶片的结构更加均衡和优化。
通过结合拓扑优化和动态响应分析，可以得到更加高效和可靠的叶片设计方案。
三、实例分析与展望通过基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计方法，可以有效地评估叶片的结构性能，并提供优化建议。
航空发动机叶片的无损检测毕业设计说明书
摘要航空发动机涡轮叶片，包括导向叶片和工作叶片，是将燃气的热能转换为旋转的机械动能的重要的热端部件。
如果准确监测涡轮叶片的结构完整性和状态，以便及时发现并预防危害性故障，提高发动机工作安全性，是航空发动机状态监控和故障诊断专家一直关注的问题,并一直在努力寻求解决方案涡轮叶片的组成和简述，涡轮叶片的故障类型，如强度不足，高周期疲劳，低周疲劳损伤，以及检测技术的分类和无损检测。
其中无损检测包括红外热波检测，超声检测，射线检测，磁粉检测，渗透检测，涡流检测，声发射检测，激光全息检测。
本文写出了涡轮叶片的孔探检测。
关键词:航空发动机涡轮叶片孔探仪检测无损检测。
目录摘要 (2)绪论 (1)第一章涡轮叶片的简述 (2)1.1涡轮的工作叶片 (2)1.2导向叶片 (2)第二章故障类型 (3)2.1强度不足及其故障模式 (3)2.2高周期疲劳损伤及其故障模式 (3)2.3低周疲劳损伤及故阵模式 (3)2.4涡轮叶片的常见故障及概率 (3)2.5注意事项 (5)第三章机上孔探检测 (6)3.1涡轮叶片的机上孔探检查 (6)3.2涡轮叶片的不同部位孔探检查 (6)3.3孔探技术的发展和实际应用的需求 (7)3.4修理车间检测前的清洗预处理 (7)3.5叶片完整性检查 (8)3.6探孔注意事项 (8)第四章涡轮叶片孔探案例分析 (9)4.1高压涡轮叶片断裂 (9)4.2典型案例分析 (10)4.3叶片断裂的原因 (11)4.4叶片修理与孔探检测 (13)4.5总结 (14)参考资料 (15)致谢 (16)航空发动机涡轮叶片无损检测技术绪论航空发动机涡轮叶片，包括导向叶片和工作叶片，是将燃气的热能转换为旋转的机械动能的重要的热端部件。
基于提高推重比和单位推力的需要，涡轮前燃气温度日益提高，目前国外新型的航空燃气涡轮发动机涡轮前的温度已达到1700K以上。
涡轮叶片在高压腐蚀性燃气的神击下高速旋转，除承受巨大的拉应力外，还承受频率、幅值变化都很大的交变拉应力和扭转应力，此外还存在高温氧化、热腐蚀和磨损问题。
风电叶片结构疲劳寿命预测与评估
风电叶片结构疲劳寿命预测与评估在风电发电行业中，风电叶片是一个至关重要的组成部分。
叶片的结构疲劳寿命预测与评估是确保风电机组长期安全运行的一项关键任务。
本文将介绍风电叶片结构疲劳寿命预测与评估的方法和技术，并探讨其在风电行业中的重要性。
一、风电叶片疲劳破坏的原因分析风电叶片在长期运行过程中，受到风载荷的作用会产生疲劳损伤。
主要原因包括以下几点：1. 动态荷载：因为风速和方向的变化，使得叶片受到了动态荷载的作用，这会导致疲劳损伤。
2. 微观缺陷：叶片制造过程中可能存在微观缺陷，例如材料组织不均匀、气泡等，这些缺陷会加速叶片的疲劳破坏。
3. 环境影响：叶片长期暴露在恶劣的自然环境中，如大风、低温等，这些环境因素也会加速叶片的疲劳损伤。
二、风电叶片结构疲劳寿命预测方法为了准确预测风电叶片的结构疲劳寿命，需要使用一系列的方法和技术进行评估。
以下是常用的几种方法：1. 数值模拟：通过建立叶片的数值模型，结合风场数据和荷载特性，利用有限元分析等计算方法来模拟叶片在不同工况下的响应，从而得到疲劳寿命的预测结果。
2. 加速寿命试验：通过在实验室中模拟真实工况，对叶片进行加速疲劳试验，以观察叶片在较短时间内的疲劳损伤情况，然后通过寿命模型对其进行寿命预测。
3. 特征提取：通过对风电叶片的振动信号进行采集和分析，提取出频率、振型等特征，并与疲劳寿命进行相关性研究，从而预测叶片的结构疲劳寿命。
三、风电叶片结构疲劳寿命评估方法风电叶片结构疲劳寿命评估是对风电叶片进行全面检测和评估，以确定其剩余寿命和安全性。
常用的评估方法如下：1. 视觉检查：通过对叶片外观进行检查，观察是否存在明显的破损、开裂等缺陷，以判断叶片的安全性。
2. 超声波检测：利用超声波探测仪对叶片进行全面扫描，检测叶片内部是否存在隐蔽的破损和缺陷，以进一步评估叶片的安全性。
3. 特征分析：通过对风电叶片的振动信号进行分析，提取出频率、幅值、相位等特征，结合预先建立的特征数据库，对叶片进行故障诊断和结构疲劳寿命评估。
风电检测方案
•齿轮失效
•齿轮磨损
•叶轮振动
•电子故障
•不平衡
•不对中
•松动
齿轮箱的中间轴和输出轴都会有比较高的旋转速度，并且产生比轴承和齿轮啮合更高的扰动频率。事实上，输出轴的旋转频率在通常情况下比输入轴高50-60倍。测量其带动的齿轮箱和发电机组的高旋转速度需要使用通用型加速度振动传感器。通用型加速度振动传感器可以提供100 mV/g以及30–900000cpm (0.5–15000赫兹)的频率范围。选型为美国CTC公司通用传感器产品AC102-1A、AC192-1A或英国IMI公司通用传感器产品608A11，产品性能参数如下：
硬盘
500G
接口
5个PCI槽，1个PCI-E槽，4个COM口，2个千兆网口，1个并口，6个USB口，4个内存槽，键盘鼠标
单价
3900RMB左右
风电检测配置方案
风力发电是一种成长中的干净的可再生能源。无论是单个机组还是组合机组的风力发电场，它们都是目前世界上发展很快的新能源。风力发电机组原理是将风力机械能转化成电能。风力发电的规模可以从500KW到6MW。最常用的风力发电机组是水平轴布置。有些是三桨叶，上风向并且带有偏航控制，有的则是二桨叶，下风向，自然随风旋转。也有垂直布置的风力发电机组，它们也被称为Darrieus（打蛋形）风力发电机组，根据法国发明家而命名，但是这种打蛋形的设计不是很流行，逐渐被性能较好的水平布置的风力发电机组所代替。风力发电机组基本上是一个大型低速风扇，但是它不是电能驱动，没有将机械能通过减速箱驱动大型低速风扇，相反的，它提供机械能，通过加速箱驱动发电机产生电能。这个反向的过程带有很多会产生振动的旋转部件，长时间的损耗可能会导致最终失效。
风电叶片螺栓套自动缠纱设备设计和应用
第1期纤维复合材料No. 194 2022 年 3 月FIBER COMPOSITES Mar. 2022风电叶片螺栓套自动缠纱设备设计和应用朱琼杰，陈依德，乔小亮，朱理想，陈祥发(连云港中复连众复合材料集团有限公司，连云港222000)摘要风电叶片行业中，叶片根部螺栓套预缠纱采用人工缠纱，存在着缠绕效率低，劳动强度大，质量不稳定的缺点。
自主研发风电叶片预埋螺栓套自动缠纱设备采用伺服系统、PLC程序控制，通过大量试验验证，实现了 螺栓套自动缠纱及张力控制等功能。
最终实现了张紧力控制范围在0.18-0. 24K g之间，提高了生产效率，降低 了劳动强度，效率提升率100%;保证了缠纱质量稳定性，缠绕后螺栓套整体平面度< lmm,预埋螺栓套缠纱技术满足了质量标准。
关键词预埋螺栓；自动缠纱；高效率；质量稳定Design and Application of Automatic Winding Equipment with Bolt Sleeve for Wind Turbine BladeZHU Qiongjie,CHEN Yide,QIAO Xiaoliang,ZHU Lixiang,CHEN Xiangfa(Lianyungang Zhongfu Lianzhong Composites Group CO. ,Ltd. ,Lianyungang222000)ABSTRACT In the wind power blade industry, the pre - wound yam of the blade root bolt sleeve is manually wound, which has the disadvantages of low winding efficiency, high labor intensity and unstable quality. Independent research and development of wind turbine blade embedded bolt sleeve automatic yam winding equipment, using servo system, PLC program control, through a large number of experimental verification, etc. , to achieve the bolt sleeve automatic yam winding and tension control functions. Finally, the tension control range of 0. 18 -0. 24Kg is realized；the production efficiency is improved, the labor intensity is reduced, and the efficiency is increased by 100% ；Bolt winding technology meets quality standards.KEYW ORDS embedded bolt；automatic winding；high efficiency；stable quality1引言根部螺栓套作为风电叶片重要组成部分，其预 缠纱后安装在叶片根部，与叶片同步灌注、固化，实现根部连接的重要作用。
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风电设备叶片疲劳检测旋转装置设计
摘要：风力发电被全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳
经济增长的方案，风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有效性。风
力发电的原理是利用风力带动风轮机叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，
来促使发电机发电。叶片是风力发电设备的关键部件，叶片在制造完成后，由专
门设备进行检测，以验证其是否满足疲劳设计要求。但需要叶片能够以各个角度
旋转，检测设备无法实现旋转叶片的功能。本文的主要目的是提出一种叶片疲劳
检测旋转装置，实现叶片按照规定的转速旋转，同时能够在指定位置锁止叶片。
关键词：风电设备；叶片疲劳检测；旋转装置；设计
1导言
风电技术在展现出其独特优势的同时也存在一些问题。由于风力发电场通常
位于较偏远的陆地、海岸或者海上，环境恶劣且无人值守，其运行状态的监测面
临较大挑战。目前已有的在线监测、控制、调度技术为风电场的正常平稳运行提
供了一定的保障，但是由于风电系统的复杂性、可靠性以及环境等各方面因素的
影响，现有在线监控系统在风机状态信息检测的实时性、完备性、准确性等方面
仍显不足，其中一个突出问题表现在风电叶片疲劳状态检测方面。
2设计要求
叶片检测时，对叶片的要求是单向传送、载荷平稳、降载起动、间歇起伏工
作,单次运行时间有限。叶片的转矩和转速要求为300000Nm和0.05r/min，要求
检测设备上制作一个分度圆直径在4250mm左右的大齿轮，各级齿轮传动比在
1～10之间，叶片摆动载荷23000KNm~25000KNm。
3设计方案
由于叶片的体积和重量比较大且需要实现按照规定转速旋转，综合各种传动
方式比较，本方案采用二级直齿圆柱齿轮传动机构将经过减速机输出的转速和转
矩传递给叶片，带动叶片旋转，如图1所示。
图1叶片旋转方案
2为测试的叶片，1为回转支撑装置和法兰，主要用于安装叶片，并带动叶片
旋转。在回转支撑装置上设置了大齿轮，接受中齿轮传递过来的转矩和转速，中
齿轮的转矩和转速由小齿轮提供，三个齿轮构成了二级直齿圆柱齿轮传动机构4，
进一步使转速降低，满足叶片的检测转速要求。电机3选为变频电机，使用磁通
矢量控制的变频器实现恒转矩输出。如图2所示，为更好地实现叶片在某一位置
检测，采用接近开关准确定位叶片转过的角度，同时电机配有制动器以及在减速
机构外设置有手动制动装置，有效地使叶片稳固停止在指定位置。手动制动装置
由气缸驱动，当气缸动作时，推动限位挡块使大齿轮停止转动。电机、电机制动
器和电机减速机由厂商产品手册直接选取，需要对二级直齿圆柱齿轮传动机构进
行设计，经过分析计算，齿轮模数选择16mm，小齿轮:z1=18，分度圆直径
d1=288mm；中齿轮2:z2=28，分度圆直径d2=448mm；大齿轮3:z3=265，分度圆
直径d3=4240mm。齿轮材料选择42crmo，表面淬火，硬度HRC50。
图2二级直齿圆柱齿轮传动机构
3齿轮齿面强度校核
为保证齿轮传动的可靠性，需要对齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度进行
校核。齿根弯曲疲劳强度校核参考下式：
其中KF为载荷系数；T1为转矩；b为齿厚（要求150mm）；d1为分度圆直
径；m为模数；YFa为齿形系数；YSa为应力修正系数；Y着为重合度系数；σFlim
为齿根弯曲疲劳极限；YN为寿命系数；YX为尺寸系数；SF为安全系数；σF为弯
曲应力；[σF]为许用弯曲应力。
对于受双向弯曲的齿轮2，由于齿轮1作用的切向力（）
大于齿轮3作用的切向力（），故以齿轮1作用的切向力作为齿轮2的强度
校核依据。三个齿轮齿根的弯曲疲劳强度计算结果如下：
由结果可知，各个齿轮的齿根弯曲疲劳强度满足要求。接触疲劳强度校核参
考以下式子：
其中ZE为弹性系数；ZH为节点区系数；Z着为重合度系数；KH为载荷系数；
T1为转矩；b为齿厚；d12为分度圆直径；u为传动比；ZN为寿命系数；σHlim
为接触疲劳极限；SH为安全系数；σH为接触应力；[σH]为许用接触应力。
三个齿轮的接触疲劳强度计算结果如下：
由结果可知，各个齿轮齿面接触疲劳强度满足要求。
4法兰面疲劳强度校核
由于市面上多数叶片叶根节圆为φ3200和φ2800具体法兰技术方案如下：
方案1 方案2（1） 方案2（2）
表1 方案对比
对比分析
φ3200叶片静力最大挥舞试验载荷按25000KNm，φ2800叶片静力最大挥舞
试验载荷按23000KNm，应力及位移结果见表3：
表3 极限载荷下法兰受力分析
附1：法兰受力图
方案1：T200，φ2300、φ3200、φ4200、φ2800、φ3600，20.29吨
图1 位移图 图2 应力图
方案2（1）：T220,φ4200，φ3200，15.7吨
图3 位移图 图4 应力图
方案2（1）：T220,φ3600，φ2800，10.9吨
图5 位移图 图6 应力图
附2：锻造法兰疲劳受力分析
法兰为120mm厚锻造法兰，内圈螺栓孔径φ2300，外圈螺栓孔径φ2600，疲
劳受力4000kNm。
图1 120mm厚锻造法兰
图2 应力云图82MPa 图3 位移云图0.059mm
5、结语
为了实现风电设备叶片疲劳旋转检测，本文设计了叶片疲劳检测旋转装置，
该装置主要由变频电机、制动器、减速机、二级直齿圆柱齿轮传动机构、手动制
动装置和叶片安装法兰组成，可以实现叶片按照规定的转速进行旋转，依靠位置
检测反馈，能够达到在指定位置停止，更好地服务于叶片检测。
参考文献:
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