Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.11
no.6
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pp.195-200
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2012
In this study, parameters and requirements of an 120kW class monorail planetary gearbox was analysed and the adaptive planetary gearbox design was selected. The specification of the sun gear, planetary gear and carrier was set and the profile & lead was optimized. The mechanical efficiency of the optimized one and the original one was observed. Dynamo-tester system was used to observe the mechanical efficiency of the planetary gearbox. A dynamo unit was connected with the planetary gearbox which straightened through the motor by a coupling. The standard tooth shape planetary gearbox and modified tooth shape planetary gearbox were used as test pieces and the rotation speed was set from 600 to 6000rpm with 600rpm, 2.5min one step. In order to check the mechanical efficiency of the planetary gearbox, the tests were done as follows. 1) The power loss between driving motor and dynamo tester. 2) Temperature variation by different rotation speeds. 3) Noise variation by different rotation speeds.
The volume and size of the wind turbine gearbox has been increased with increasing transmitted power. The optimal sizing of gearbox is important due to limited space on the nacelle. The power-split type planetary gear train has been regarded as a better solution than conventional type from the point of view of the volume and weight. The purpose of this paper is to optimize the volume and weight of the gearbox by the analysis of structural characteristics and evaluation of strength of the power-split type planetary gear train.
Park, Young-Jun;Lee, Geun-Ho;Song, Jin-Seop;Nam, Yong-Yun;Park, Sung-Ha
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.21
no.2
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pp.316-323
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2012
In order to meet the service life of planetary gearbox, a planet bearing, well known as the component with the highest failure rate, is designed. To predict the bearing fatigue life, ISO standard(ISO/TS 16281) is used, and the design parameters of the bearing are optimized using a parametric method. The whole planetary gearbox model is developed using a commercial software to calculate loads acting on planet bearings accurately. The results state that the designed bearings are satisfied with the life of 15,000hours, and the bearings that consist of 22rollers of 58mm have 1.6times longer life and better load sharing relatively than 22rollers of 28.5mm. Also, the increase in preload of taper roller bearings on the output pinion shaft prolongs the life of planet bearings regardless of roller's length.
Ha, Jong M.;Park, Jungho;Oh, Hyunsoek;Youn, Byeng D.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.39
no.7
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pp.665-671
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2015
The performance of fault diagnostics for a planetary gearbox depends on vibration modulation characteristics, which can vary with manufacturing & assembly tolerance, and load condition. In this paper, a fault diagnostics technique that considers vibration modulation characteristics is proposed for the effective fault detection of planetary gearboxes in wind turbines. For identifying the vibration modulation characteristics in practice, re-sampled vibration signals are processed with narrow band-pass filters. Thereafter, the optimal position of the vibration extraction window is identified for effective detection of faulty signals under the varying vibration modulation characteristics. The proposed diagnostics technique makes it possible to perform robust diagnostics of the planetary gearbox with regard to the changeable vibration modulation effect. For demonstrating the proposed fault diagnostics technique, a 2-kW WT testbed is designed with two DC motors and gearboxes. A faulty gear with partial tooth breakage is machined and assembled into the gearbox.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.25
no.2
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pp.97-104
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2016
In this study, the qualitative effects of the positional error of carrier pin holes on the planet load sharing characteristics of the three-point suspension gearbox of wind turbines were investigated experimentally. A 35-kW gearbox comprising two planetary gear stages and a parallel gear stage and size one-fourth of that of a 2-MW three-point suspension gearbox was used as the test gearbox. The strain gauges attached to the ring gear teeth of the input planetary gear stage were used for the purpose of this study. The applied loading conditions were 50%, 75%, and 100% of the rated torque, and the mesh load factor was used as the load sharing index. The experimental results indicated that both the magnitude and direction of the positional error of pin holes had a significant effect on the planet load sharing characteristics of the three-point suspension gearbox. In addition, an increase in the applied torque results in uniform load sharing.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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v.2
no.4
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pp.478-485
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2013
This paper focuses on the design and control of a new concept for wind turbines with a planetary gearbox to realize a power split. This concept, where the generated wind power is split into two parts, is to increase the utilization of the wind power and may be particularly suitable for large scale off-shore wind turbines. In order to reduce the cost of the power electronic devices, a synchronous generator, which is driven by the planetary gear, is directly connected to the power grid without electronic converter. A servo drive, which functions as the control actuator, is connected to the power grid by a power electronic converter. With small scale power electronic device, the current harmonics can also be reduced. The speed of the main shaft is controlled to track the optimal tip speed ratio. Meanwhile the speed of the synchronous generator is controlled to stay at the synchronous speed. The minimum rated power of the servo motor and the converter, is studied and discussed in this paper. Different variants of the wind turbine with a planetary gear are also compared. The controller for optimal tip speed ratio and synchronous speed tracking is given.
Purpose: The load on the planet gear of a planetary gear set is uniformly distributed. However, manufacturing and assembly errors cause uneven load sharing in the planetary gear set. To solve this problem, most studies have suggested applying a floating sun gear to the planetary gear set. However, the effect of the floating ring gear and floating carrier has not been extensively studied. This study aimed to investigate the effect of the floating ring gear. Methods: Two models were developed; one was the fixed ring gear model, and the other was the floating ring gear model. In the fixed ring gear model, the clearance between the ring gear and the housing was $0{\mu}m$, and in the floating ring gear model, the clearance was from $10{\mu}m$ to $100{\mu}m$. The load sharing of the planetary gear set was evaluated by the load sharing factor. Results: Our study showed that with increase in clearance, the load sharing factor of the planetary gear set approached unity. In addition, when the clearance increased above a certain level by which a fully floating ring gear was achieved, the load sharing factor was not affected by the clearance. Conclusions: This indicates that the fully floating ring gear increased the power density of the planetary gearbox by uniformly dividing the load of the planetary gear set. For this reason, the size of the gearbox could be decreased by using a fully floating ring gear.
The gearbox for wind turbine has been increased the size by demanding of bigger power production. The optimal sizing for gearbox is demanded because of limited space on the nacelle. The volume and weight for the gearbox are influenced especially for size of it. Therefore, the purpose of this study investigates the design characteristics using flexible pin of gearbox for minimizing the volume and weight of the gearbox.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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