2023年10月16日-19日，2023北京國際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。

10月18日下午，中車福伊特傳動(dòng)技術(shù)（北京）有限公司研發(fā)總監(jiān)高小平在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《風(fēng)電齒輪箱模塊化設(shè)計(jì)開發(fā)方法的研究與應(yīng)用》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

大家下午好！首先非常感謝組委會(huì)能提供這么一個(gè)機(jī)會(huì)和大家交流，今天分享的內(nèi)容是《風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品研究與應(yīng)用》，介紹分為三個(gè)部分。

首先是方法研究，模塊劃分要考慮獨(dú)立性，指實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能，支撐變速潤滑，每一個(gè)模塊都有自己的函數(shù)參數(shù)，下面舉一個(gè)模塊的例子，以行星模塊為例介紹一下參數(shù)定義和函數(shù)表達(dá)。

首先是從圓柱體的接觸，推導(dǎo)出赫茲接觸應(yīng)力國外文獻(xiàn)會(huì)介紹，我們會(huì)對(duì)赫茲接觸應(yīng)力的構(gòu)成分析，同時(shí)要參考相關(guān)的著作確定可以知道實(shí)際的赫茲接觸應(yīng)力系數(shù)。

體積函數(shù)，體積是與速比有關(guān)，它的曲線會(huì)有一個(gè)最小值，我們會(huì)找到行星輪系體積的最小值，也同樣可以找出兩級(jí)加起來的最小值，通過數(shù)比分配和優(yōu)化齒輪箱的方法之一。

環(huán)型比小會(huì)造成振動(dòng)影響，推導(dǎo)出行星輪的模塊函數(shù)，同時(shí)也可以推導(dǎo)出扭矩范圍，也就是說某一個(gè)行星輪系，它的扭矩范圍也是確定的，這個(gè)是規(guī)劃產(chǎn)品平臺(tái)大概是2000牛米的范圍。

其他的模塊也可以推導(dǎo)設(shè)計(jì)限制函數(shù)，可以是一個(gè)或者兩個(gè)，以及構(gòu)建關(guān)鍵函數(shù)的構(gòu)成，完成數(shù)字化模塊的定義。

模塊的數(shù)據(jù)建議，將模塊數(shù)字化定義入庫，我們有歷史產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)放在里面，供以后的計(jì)算分析類比。數(shù)據(jù)庫建立后，很方便的按照齒輪箱結(jié)構(gòu)順序選模塊，選完某一個(gè)模塊都會(huì)評(píng)估可行性，把所有的模塊都評(píng)估完，我們的概念設(shè)計(jì)就完了。設(shè)計(jì)可行的齒輪箱，同時(shí)所有的匯總信息想知道的，軸承重量，材料成本是多少都讀出來了，方便以后決策，甚至給詳細(xì)設(shè)計(jì)使用。

下面介紹系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)際上就是方法研究的程序化實(shí)現(xiàn)，為了獲得產(chǎn)品的各類信息便設(shè)計(jì)參考比較優(yōu)化推演，我們開展系統(tǒng)的研發(fā)平臺(tái)。這個(gè)是數(shù)據(jù)流圖，分為用戶需求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、仿真測試、產(chǎn)品故障等五大類型的數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)和信息在此基礎(chǔ)上，開展模塊化設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)評(píng)估前端的工具，這是簡單的功能界面。

左邊是模塊塑型結(jié)構(gòu)展示，分為三個(gè)程序模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊。這邊是主界面區(qū)，目前顯示的是概念設(shè)計(jì)的界面，前面方法已經(jīng)介紹完了，主要介紹一下評(píng)估。

零部件的設(shè)計(jì)評(píng)估方面，齒輪方面選兩個(gè)介紹一下。一是齒輪傳動(dòng)力齒數(shù)匹配的評(píng)估，通過計(jì)算各級(jí)各階的擬合頻率找出最小差，看齒數(shù)配比是不是有問題。重點(diǎn)評(píng)估最小差是多少，傳統(tǒng)質(zhì)量也是很方便的計(jì)算，所有項(xiàng)目各機(jī)的重合度，同時(shí)直觀的參考看到歷史產(chǎn)品滑動(dòng)力是多少，設(shè)計(jì)的時(shí)候也可以糾正評(píng)估方法。

二是滑動(dòng)軸承重點(diǎn)評(píng)估，簡單的可行性評(píng)估算PV值，要在一個(gè)框架里面就是可行的，這個(gè)框根據(jù)歷史產(chǎn)品數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來的。所以這里面主要說的問題，目前隨著風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)有加快，隨著產(chǎn)品和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的建立非常迫切?，F(xiàn)在沒有標(biāo)準(zhǔn)，有一些是內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，如果是要求的嚴(yán)了，齒輪箱也干不過人家，要求的寬了，自己心里面也不是那么有底，這個(gè)比較糾結(jié)的地方。這里有好多的模塊，它是怎么樣添加和更新的過程。

產(chǎn)品匹配性分析，應(yīng)用工程師在出去和用戶溝通時(shí)的工具。主要是載荷的應(yīng)用、添加以及載荷怎么樣等效到軸承和齒輪的方法。工具是和客戶溝通的過程當(dāng)中，客戶按照這個(gè)機(jī)型找到與最接近的產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品會(huì)分析出匹配度，哪些需要改，哪些不需要改，這個(gè)是為了應(yīng)用工程師和客戶方便的溝通。

這也是規(guī)劃平臺(tái)，只要知道很多重要客戶的數(shù)據(jù)就會(huì)對(duì)比分析，對(duì)于平臺(tái)的細(xì)分。比如說4S到6S平臺(tái)，細(xì)分到5S怎么分，分到哪吒都是有幫助的。

平臺(tái)規(guī)劃，這是模塊化總攬，藍(lán)色是現(xiàn)有的，在產(chǎn)品規(guī)劃過程當(dāng)中，充分考慮模塊的結(jié)構(gòu)，減少零部件數(shù)量。目前我們建立6大產(chǎn)品平臺(tái)，涵蓋從2兆瓦到18兆瓦全譜系風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品。這是一個(gè)案例，6兆瓦風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的平行軸，二級(jí)和三級(jí)完全套平臺(tái)的產(chǎn)品，這樣使得軸承復(fù)用率達(dá)到90%。9兆瓦的產(chǎn)品，軸承復(fù)用率達(dá)到80%，剛剛獲得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)認(rèn)證。

模塊化研發(fā)平臺(tái)從實(shí)踐中來到實(shí)踐中去，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)和歷史經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，推研未來產(chǎn)品研發(fā)的方向性和可行性，使產(chǎn)品具有生命擁有靈魂，不斷的優(yōu)化產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化的水平，加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，從而提升產(chǎn)品的競爭力。我的介紹完畢，謝謝大家。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）