风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件_精品（可编辑）.docVIP

风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件_精品 风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件其主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速风轮的转速很低远达不到发电机发电的要求必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现故也将齿轮箱称之为增速箱根据机组的总体布置要求有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴俗称大轴和齿轮箱的输入轴合为一体其轴端形式是法兰盘连接结构也有将大轴与齿轮箱分别布置其间利用涨紧套装置或联轴节连接的结构为了增加机组的制动能力常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置配合叶尖制动定桨距风轮或变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动由于机组安装在高山荒野海滩海岛等风口处受无规律的变向变载荷的风力作用以及强阵风的冲击常年经受酷暑严寒和极端温差的影响加之所处自然环境交通不便齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内一旦出现故障修复非常困难故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求例如对构件材料的要求除了常规状态下机械性能外还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性应保证齿轮箱平稳工作防止振动和冲击保证充分的润滑条件等等对冬夏温差巨大的地区要配置合适的加热和冷却装置还要设置监控点对运转和润滑状态进行遥控不同形式的风力发电机组有不一样的要求齿轮箱的布置形式以及结构也因此而异本章论述是以水平轴风力发电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动为代表的第二节 齿轮箱的构造一齿轮箱的类型与特点风力发电机组齿轮箱的种类很多按照传统类型可分为圆柱齿轮箱行星齿轮箱以及它们互相组合起来的齿轮箱按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱按照转动的布置形式又可分为展开式分流式和同轴式以及混合式等等常用齿轮箱形式及其特点和应用见表8-1二齿轮箱图例各种齿轮箱图例如图8-1- 图8-26所示图8-1为两级圆柱齿轮传动齿轮箱的展开图输入轴大齿轮和中间轴大齿轮都是以平键和过盈配合与轴联接两个从动齿轮都是采用了轴齿轮的结构图8-2为两级行星和一级圆柱齿轮传动齿轮箱的展开图风力发电机组的大轴通过齿形联轴节将动力传到第一级行星齿轮再由太阳轮传至第二级行星轮最后由末级平行轴齿轮将动力分流输出有两个取力装置其中一个通过高弹性联轴节带动发电机另一个则作为他种用途的驱动装置两个行星齿轮传动装置的太阳轮均通过齿形联轴节将动力传至下一级图8-4和图8-5 都是一级行星和两级平行轴圆柱齿轮传动装置前者采用飞溅润滑方式后者采用强制润滑方式并与机组的大轴做成一体 图8-6 所示的是一种结构较为新颖的两级行星和一级平行轴圆柱齿轮传动齿轮箱其行星架固定内齿圈主动两排行星齿轮变为定轴传动从结构上看各个组件可独立拆卸便于在机舱内进行检修三国产大型风力发电机组齿轮箱简介国内有不少风力发电齿轮箱专业生产厂其中最为著名的是重庆齿轮箱责任有限公司杭州前进齿轮箱集团有限公司和南京高精齿轮股份有限公司等三家其产品参数见表8-2- 表8-4各产品外形结构如图8-7-图8-26所示它们都是国家机械工业大型骨干企业拥有先进的加工设备和设计制造技术可以为风力发电行业批量提供各种型号的齿轮箱产品近年来这几家公司在吸收国际先进技术的基础上相继开发了不少新产品其中多数是按照主机厂的特定要求研制例如为新疆金风公司配套的600kw风力发电机组齿轮箱综合了国外产品的特点优化了设计参数加强了关键结构运转平稳质量可靠 第三节 齿轮箱的主要零部件一箱体箱体是齿轮箱的重要部件它承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力箱体必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用防止变形保证传动质量箱体的设计应按照风力发电机组动力传动的布局加工和装配检查以及维护等要求来进行应注意轴承支承和机座支承的不同方向的反力及其相对值选取合适的支承结构和壁厚增设必要的加强筋筋的位置须与引起箱体变形的作用力的方向相一致箱体的应力情况十分复杂且分布不匀只有采用现代计算方法如有限元断裂力学等方法辅以模拟实际工况的光弹实验才能较为准确地计算出应力分布的状况利用计算机辅助设计可以获得与实际应力十分接近的结果采用铸铁箱体可发挥其减振性易于切削加工等特点适于批量生产常用的材料有球墨铸铁和其他高强度铸铁设计铸造箱体时应尽量避免壁厚突变减小壁厚差以免产生缩孔和疏松等缺陷用铝合金或其他轻合金制造的箱体可使其重量较铸铁轻20-30但从另一角度考虑轻合金铸造箱体降低重量的效果并不显著这是因为轻合金铸件的弹性模量较小为了提高刚性设计时常须加大箱体受力部分的横截面积在轴承座处加装钢制轴承座套相应部位的尺寸和重量都要加大目前除了较小的风力发电机组尚用铝合金箱体外大型风力发电齿轮箱应用轻铝合金铸件箱体已不多见单件小批生产时常采用焊接或焊接与铸造相结合的箱体为减小机械加工过程和使