风电齿轮箱迷宫密封泄漏量分析及结构优化设计

作者：高羡明,张洋,张功学,等. 日期：2024-04-24/span> 浏览：1120 查看PDF文档

摘要:为了分析某风电齿轮箱内迷宫密封各参数对泄漏量的影响,利用数值模拟和构建代理模型对迷宫密封的泄漏行为开展了研究。首先,根据风电齿轮箱三维实体模型构建了其迷宫密封三维流场模型;然后,基于FLUENT软件,通过单一变量法研究了迷宫密封泄漏量随进出口压力比、润滑液动力黏度、高速轴与低速轴的转速和迷宫密封的密封齿间隙的变化规律;最后,构建了径向基神经网络(RBF)代理模型,在该代理模型的基础上,在影响迷宫密封性能的因素中,选取了密封间隙、密封腔体高度和密封腔体宽度三个结构参数作为设计变量,以迷宫密封的最小泄漏量和出口最大速度为优化目标,使用非劣分层遗传算法(NSGA-Ⅱ)获得了最优解。研究结果表明:迷宫密封泄漏量受两个转轴的转速影响很小;泄漏量与进出口压力比、密封间隙成正比,而与润滑油动力黏度成反比;求得最优解对应的参数所对应泄漏量减小了47%,出口最大速度降低了36%,数值模拟与优化理论计算结果一致。该结果可为研究迷宫密封泄漏量的影响特性提供理论依据。

关键词:风电机组;齿轮箱;迷宫密封;泄漏量;数值模拟;优化设计;径向基神经网络(RBF)代理模型

中图分类号:TH136;TM315文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)04-0583-11

本文引用格式:

高羡明,张洋,张功学,等.风电齿轮箱迷宫密封泄漏量分析及结构优化设计［J］.机电工程,2024,41(4):583-593.

GAO Xianming, ZHANG Yang, ZHANG Gongxue, et al. Leakage analysis and structural optimization design of labyrinth seal in wind power gearbox［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(4):583-593.