風力發(fā)電機組軸系較為常見的布置形式,與風輪連接的大軸支撐在兩個單獨設置的軸承上,其末端通過漲緊套與齒輪箱相連。齒輪箱的支架安裝在機艙底盤上,而齒輪箱的高速軸則用柔性聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機相連。這就是所謂的“一字型”布置。風輪的異常載荷通常由兩個大軸軸承承受,齒輪箱受到影響較少,各個主要部件間隔較大,便于安裝和維修,只是機艙軸向尺寸較長。有時為了縮短機艙長度尺寸而將發(fā)電機反向布置,發(fā)電機騎在大軸箱上,這時齒輪箱的輸入和輸出軸處于同一側,齒輪箱設計成“U”型,大軸箱與主支架做成一體,具有足夠的支撐剛性,機艙內各部分重量的集中度較好。軌道交通齒輪箱要求200萬公里免維護高可靠性。湖北電機齒輪箱
齒輪箱承受來自風輪的作用力和齒輪傳動時產(chǎn)生的反力,必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用,防止變形,保證傳動質量。齒輪箱箱體的設計應按照風電機組動力傳動的布局安排、加工和裝配條件、便于檢查和維護等要求來進行。隨著齒輪箱行業(yè)的不斷飛速發(fā)展,越來越多的行業(yè)和不同的企業(yè)都運用到了齒輪箱,也有越來越多的企業(yè)在齒輪箱行業(yè)內發(fā)展壯大。齒輪箱根據(jù)單元結構模塊化設計原理,減少了零部件種類,適合大規(guī)模生產(chǎn)及靈活多變的選型。減速器螺旋錐齒輪、斜齒輪均采用好合金鋼滲碳淬火,齒面硬度高達60±2HRC,齒面磨削精度高達5-6級。電機齒輪箱生產(chǎn)廠商齒輪箱的噪聲源主要來自齒輪嚙合、軸承運轉和箱體振動。
由于對軸承要求的高可靠性,通常軸承的使用壽命應不小于13萬小時。而由于影響軸承疲勞壽命的因素太多,軸承疲勞壽命理論還仍需不斷完善,國內外軸承壽命理論并沒有一個統(tǒng)一的,為所有行業(yè)所接受的計算方法。軸承的運行溫度、潤滑油的黏度和清潔度及轉速等因素對軸承壽命有很大影響,運行狀態(tài)變差(溫度上升、轉速降低、污染物增多)時,軸承壽命可能大幅度降低。對影響風電齒輪箱軸承壽命的各種因素進行深入分析,研究出較為精確的軸承壽命計算方法是國內軸承行業(yè)乃至風電行業(yè)的重中之重。
由于單排行星齒輪箱機構有兩個自由度,因此它沒有固定的傳動比,不能直接用于變速傳動。為了組成具有一定傳動比的傳動機構,必須將太陽輪、齒圈和行星架這三個基本元件中的一個加以固定(即使其轉速為0,也稱為制動),或使其運動受到一定的約束(即讓該構件以某一固定的轉速旋轉),或將某兩個基本元件互相連接在一起(即兩者轉速相同),使行星排變?yōu)橹挥幸粋€自由度的機構,獲得確定的傳動化。設太陽輪的齒數(shù)為Z1,齒圈齒數(shù)為Z2,太陽輪、齒圈和行星架的轉速分別為n1、n2、n3,并設齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為α,即α=Z2/Z1則行星齒輪機構的一般運動規(guī)律可表達為:n1+αn2-(1+α)n3=0由上式可以看出,在太陽輪、齒圈和行星架三個基本元件中,可任選兩個分別作為主動件和從動件,而使另一個元件固定不動(使該元件轉速為零)或使其運動受一定約束(使該元件的轉速為某一定值),則整個輪系即以一定的傳動比傳遞動力。不同的連接和固定方案可得到不同的傳動比,三個基本元件的不同組合可有6種不同的組合方案,加上直接擋傳動和空擋,共有8種組合,相應能獲得5種不同的傳動比。微型齒輪箱用于醫(yī)療器械,要求靜音和精密傳動。
齒輪箱的箱體加工需要高精度的工藝。箱體通常是復雜的鑄件或焊接件,在加工前要進行時效處理,消除內應力,防止在使用過程中變形。箱體的加工包括平面加工、孔系加工等。平面加工要保證箱體安裝面的平整度,孔系加工則要保證各個孔的尺寸精度、位置精度和形狀精度,因為這些孔是安裝軸和軸承的關鍵部位。對于軸的加工,要保證其圓柱度、直線度和表面粗糙度。軸承的選擇和安裝也很重要,要根據(jù)齒輪箱的負載和轉速選擇合適的軸承,并保證安裝精度,以確保齒輪箱的穩(wěn)定運行。輕量化齒輪箱采用新型材料和結構,降低設備整體重量。電機齒輪箱生產(chǎn)廠商
齒輪箱的潤滑系統(tǒng)至關重要,良好潤滑可減少磨損,延長使用壽命。湖北電機齒輪箱
作為風力發(fā)電機組主傳動關鍵部件,齒輪箱位于風輪和發(fā)電機之間傳遞動力提高轉速,是一種在無規(guī)律變向載荷和瞬間強沖擊載荷作用下工作的重載齒輪傳動裝置。特別需要指出的是,在狹小的機艙空間內減小部件的外形尺寸和減輕重量十分重要,因此齒輪箱設計必須保證在滿足可靠性和預期壽命的前提下,使結構簡化并且重量較輕,同時要考慮便于維護的要求。根據(jù)機組提供的參數(shù),采用CAD優(yōu)化設計,排定傳動方案,選擇穩(wěn)定可靠的構件和具有良好力學特性以及在環(huán)境極端溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料,配備完整充分的潤滑、冷卻系統(tǒng)和監(jiān)控裝置,等等,是設計齒輪箱的必要前提條件。湖北電機齒輪箱