2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，中車福伊特傳動技術（北京）有限公司研發總監高小平在風電產業技術創新論壇II上發表題為《風電齒輪箱模塊化設計開發方法的研究與應用》的主題演講。

以下為發言全文：

大家下午好！首先非常感謝組委會能提供這么一個機會和大家交流，今天分享的內容是《風電齒輪箱產品研究與應用》，介紹分為三個部分。

首先是方法研究，模塊劃分要考慮獨立性，指實現某一個功能，支撐變速潤滑，每一個模塊都有自己的函數參數，下面舉一個模塊的例子，以行星模塊為例介紹一下參數定義和函數表達。

首先是從圓柱體的接觸，推導出赫茲接觸應力國外文獻會介紹，我們會對赫茲接觸應力的構成分析，同時要參考相關的著作確定可以知道實際的赫茲接觸應力系數。

體積函數，體積是與速比有關，它的曲線會有一個最小值，我們會找到行星輪系體積的最小值，也同樣可以找出兩級加起來的最小值，通過數比分配和優化齒輪箱的方法之一。

環型比小會造成振動影響，推導出行星輪的模塊函數，同時也可以推導出扭矩范圍，也就是說某一個行星輪系，它的扭矩范圍也是確定的，這個是規劃產品平臺大概是2000牛米的范圍。

其他的模塊也可以推導設計限制函數，可以是一個或者兩個，以及構建關鍵函數的構成，完成數字化模塊的定義。

模塊的數據建議，將模塊數字化定義入庫，我們有歷史產品相關數據放在里面，供以后的計算分析類比。數據庫建立后，很方便的按照齒輪箱結構順序選模塊，選完某一個模塊都會評估可行性，把所有的模塊都評估完，我們的概念設計就完了。設計可行的齒輪箱，同時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，甚至給詳細設計使用。

下面介紹系統開發，實際上就是方法研究的程序化實現，為了獲得產品的各類信息便設計參考比較優化推演，我們開展系統的研發平臺。這個是數據流圖，分為用戶需求、產品設計、生產制造、仿真測試、產品故障等五大類型的數據，各種數據和信息在此基礎上，開展模塊化設計、零部件設計評估前端的工具，這是簡單的功能界面。

左邊是模塊塑型結構展示，分為三個程序模塊和數據庫管理模塊。這邊是主界面區，目前顯示的是概念設計的界面，前面方法已經介紹完了，主要介紹一下評估。

零部件的設計評估方面，齒輪方面選兩個介紹一下。一是齒輪傳動力齒數匹配的評估，通過計算各級各階的擬合頻率找出最小差，看齒數配比是不是有問題。重點評估最小差是多少，傳統質量也是很方便的計算，所有項目各機的重合度，同時直觀的參考看到歷史產品滑動力是多少，設計的時候也可以糾正評估方法。

二是滑動軸承重點評估，簡單的可行性評估算PV值，要在一個框架里面就是可行的，這個框根據歷史產品數據推導出來的。所以這里面主要說的問題，目前隨著風電行業的快速發展，新材料、新結構的應有加快，隨著產品和評估標準的建立非常迫切。現在沒有標準，有一些是內控標準，如果是要求的嚴了，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，這個比較糾結的地方。這里有好多的模塊，它是怎么樣添加和更新的過程。

產品匹配性分析，應用工程師在出去和用戶溝通時的工具。主要是載荷的應用、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中，客戶按照這個機型找到與最接近的產品，這個產品會分析出匹配度，哪些需要改，哪些不需要改，這個是為了應用工程師和客戶方便的溝通。

這也是規劃平臺，只要知道很多重要客戶的數據就會對比分析，對于平臺的細分。比如說4S到6S平臺，細分到5S怎么分，分到哪吒都是有幫助的。

平臺規劃，這是模塊化總攬，藍色是現有的，在產品規劃過程當中，充分考慮模塊的結構，減少零部件數量。目前我們建立6大產品平臺，涵蓋從2兆瓦到18兆瓦全譜系風電齒輪箱產品。這是一個案例，6兆瓦風電齒輪箱產品，設計的平行軸，二級和三級完全套平臺的產品，這樣使得軸承復用率達到90%。9兆瓦的產品，軸承復用率達到80%，剛剛獲得產品的設計認證。

模塊化研發平臺從實踐中來到實踐中去，以產品數據和歷史經驗為基礎，推研未來產品研發的方向性和可行性，使產品具有生命擁有靈魂，不斷的優化產品性能，提高產品的標準化、模塊化、集成化的水平，加快產品的開發速度，從而提升產品的競爭力。我的介紹完畢，謝謝大家。

（根據演講速記整理，未經演講人審核）