第四章:风轮轴与齿轮箱
4.1 技术要求及典型结构
齿轮箱是非直驱式水平轴风力发电机组必不可少的部件。我们一般使用齿轮箱都是为了减速加力，而风力发电机上的齿轮箱是用于增速，以满足发电机对转速的要求。风力发电机齿轮箱和风轮轴要承受无规律的变向变负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，为了增加机组的制动能力，还要在齿轮箱的输入端或输出端或上设置刹车装置，配合空气动力制动对机组传动系统进行联合制动，其工作状态十分恶劣。加之机组多安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，所处环境交通不便，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。大量的实践表明，在风力发电机组的传动链中齿轮箱是最薄弱的环节，加强对齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要由于并网型风电机组起停较为频繁，叶轮本身转动惯量又很大，组风电机组的风轮转速一般都设计在几十转/分，机组容量越大，叶轮直径越长，转速相对就越低，为满足发电机的转速工作条件，在风轮和发电机之间就需要配置齿轮箱增速。由于机舱尺寸的限制，风电机组的机械传动系统一般都沿机舱轴线布置，齿轮箱采用结构紧凑的行星齿轮箱。随着大型风电机组采用的齿轮箱传递扭矩增大，结构更加紧凑、复杂，对风电机组设计和制造人员的要求也不断提高。
尽管风力发电机有很多国际和国家标准，但都是风力发电机的性能、质量标准。目前风力发电机的结构设计百花齐放、各显神通，对风力发电机结构的标准化会妨碍技术进步。由于风轮轴和齿轮箱在结构上是相互影响的，而传动链的不同方案直接决定了齿轮箱和风轮轴结构。风轮轴与齿轮箱轴是直接连接的部件，受力和工作状态基本相同，使用的材料和加工工艺也基本相同，所以把它们放在一起讲解。
一、齿轮箱和风轮轴的技术要求
齿轮箱和风轮轴作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。其动载荷
部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的
外部工作条件。在如此复杂工况下工作的齿轮箱和风轮轴,在方案设计之初必须进行可靠
性分析，而设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其中包括精心选取可靠性好的
结构和对重要的零部件以及整机进行可靠性估算。
设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻。通常应采用CAD优化设计，排定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料。具体要求如下：（一）、齿轮箱应在下列条件内正常工作：
1.环境温度为－40～50℃，当环境温度低于0℃时应加注防冻型润滑油；
2、负荷是变化的或稳定的、连续运转的或间断运转的；
3、适用于单向或可逆向运转；
4、高速轴最高转速不得超过2000r/min；
5、外啮合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不超过20m/s，内啮合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不超过15m/s；
6、工作环境应为无腐蚀的。
（二）、设计技术要求
1、齿轮箱的使用寿命不得低于20年。按照假定寿命最少20年的要求，对齿轮箱部件及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试验的方法。
2、齿轮箱的机械效率应大于97％,是指在标准条件下应达到的指标。齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。齿轮的效率在不同工况下是不一致的。
3、齿轮箱的噪声应不大于85dB(A)。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低噪声的措施：
①. 适当提高齿轮精度，进行齿形修缘，增加啮合重合度；
②. 提高轴和轴承的刚度；
③. 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振；
④. 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械振动控制在GB/T8543规定的C 级之内。
4、齿轮箱最高工作温度不得高于80℃；最低工作温度不得于低10℃；其不同轴承间的温度差不应高于15℃；必要时增设加热装置或冷却装置。
5、齿轮箱在工作转速范围内，传动轮系、轴系应不发生共振。齿轮箱的机械振动应符合GB/T8543规定的C级。
6、齿轮箱应具有良好的密封性，不应有渗、漏油现象，并能避免水分、尘埃及其它杂质进入箱体内部。齿轮箱的清洁度应符合JB/T7929的规定。
7、除非有特殊要求，一般情况下齿轮箱低速轴旋向应符合下列要求：面对低速轴输入端看，低速轴的旋向为右旋，即顺时针方向。
8、机械加工以后的全部外露表面应涂防护漆，涂层应薄厚均匀，表面平整、光滑、颜色均匀一致。对油漆的防腐要求和颜色由供需双方在技术协议中规定。
9、齿轮箱上应设有相应的观察窗口盖、油标(必要时应设油位报警装置)、油压表（必要时应设油压报警装置）、空气滤清器、透气塞、带磁性垫的放油螺塞（放油阀）以及起重用吊钩等。
10、齿轮箱应允许承受发电机短时间1.5倍额定功率的负荷。
二、齿轮箱的科研样机试验
（一）、齿轮箱实验项目、内容与要求
齿轮箱是风力发电机中故障率最高的部件，究其原因在于风力载荷的不稳定性，使理论设计仍有待完善。到目前为止科研样机的试验，仍是完善理论设计的主要手段。齿轮箱的样机试验与型式试验要求完全相同，实验项目、内容与要求见表4.1.1
表4.1.1 齿轮箱实验项目、内容与要求
项目名称实验项目说明序号试验内容与要求
空载试验
在额定转速下,正反两方向运转不少于1h的要求
①连接件、紧固件不松动
②密封处、接合处不漏油
③运转平稳，无冲击
④润滑充分。检查轴承和油池温度。每5min纪录一次
油压、油温
载荷性能试验
空载试验合格后，在额定转速下进行逐级加载试验。
按规定25％、50％、75％的额定负载各运转30min。按
100％额定负载运转120min，110％超负载运转30min，
要求：
可根据制造厂试验
条件确定加载要求
⑤在正常运转情况下，每隔10min测定并记录一次转速、
负载（扭矩）、油温、油压及各轴承挡外壳温度
每级负载均需达到
热平衡。
⑥
在额定转速和100％额定负载下，测定齿轮箱的噪声、
振动
可根据制造厂试验
条件，在台位最大负
荷下进行
⑦齿面接触斑点、齿轮齿面状况检查齿面损坏情况
空载功率损耗测定⑧在额定转速，油温稳定在45～65℃，空载工况下测定
齿轮箱功率损耗
齿面接触在额定负荷下高速齿轮的应力循环数：调质齿轮、淬火允许用工业应用试验
疲劳寿命试验⑨齿轮为5×1000000000
检验项目与本表序号5～7相同
代替疲劳寿命试验，试
验时间不少于3000h
超载试验
考核超载寿命和安全程度，每级载荷言论循环数为8×
1000000次，直至破坏为止超载试验应在启动以
后加载，卸载以后制动⑩
在额定转速下：120％额定载荷，运转1min；
150％额定载荷，运转1min；150％额定载荷，
运转0.5min；检查齿轮及其它件的损坏情况
（二）、试验装置的要求
1、齿轮箱试验台架
齿轮箱试验台架是进行齿轮箱试验的专用工艺装备。对齿轮箱试验台架的主要要求是：加载转矩和转速稳定，波动不应超过5％；运转中应能加载和卸载；试验的驱动和加载方式及装置不受限制。驱动一般使用按齿轮箱的功率选用的适当电动机，加载使用功率相当的水利测功机。齿轮箱测试装置的安装见示意图4.1.2。
图4.1.2. 齿轮箱测试装置的安装示意图
2、载荷与转速测试仪器
仪器仪表的规格、量程、精度应与试验相适应。测试项目为加载转矩（功率）及转速时，测试精度不超过读数的1％。优先采用转距转速传感器与转距转速测量仪，并应在被测齿轮箱的输入输出轴端各装一台传感器，直接测定试件（仅附加联轴器）的输入输出转矩（功率）、转速。
3、实验装置的安装调试
全部实验装置（不包括电控电源设备）应装在同一(或组合)平台上，要求各部件找水平，对轴心，系统运转灵活。先进行静调零，再进行动调零；调整仪器转矩显示值多位读数的前几位均应为零，末位数不大于4。
试验用油必须采用与齿轮箱工作时完全一致的油品，润滑油路必须是齿轮箱正常工作时的油路，试验后应更换过滤器。涂装时，为保证齿轮箱油路的完好性，不应拆卸各元
件。
脱开联轴器，可以测定试件的空载转矩。
5、负载试验的温度、噪声、振动测试仪器的要求
齿轮箱油池和轴承的温度测定可采用经计量部门鉴定合格，并在有效期间内的半导体点温计，量程到150℃的温度计。如Pt100仪表等。
噪声仪和测试方法应符合BG/T6404的规定。一般用声级仪测量试车噪音。，用GB3785中规定的Ⅰ型和Ⅰ型以上声级计，在额定转速下，在距齿轮箱中分面1米处测量，当环境噪声小于减速器噪声3dB（A）的情况下，应符合要求。
振动测试仪和测试方法应符合有关的规定。要求测量高速轴，内齿圈外部等处振动量。可采用北京东方所开发的DASP测振系统。必要时应配有一台1/3倍频程频率分析仪，并进行频谱分析。
注意在加载过程中，如有异常应立即停车消除故障后重新试车。试验后将齿轮箱内油放出，并冲洗干净，更换过滤元件。
6、测试数据的采集与处理
试验中采集的数据包括：加载转矩、功率、转速、我的、噪声、振动、齿轮磨损、时间等。
按规定时间应采集的数据有输入输出转速、输入输出转矩、功率值、润滑油温、轴承温度及室温。从数显仪上采数或打字机取数，转速、转矩、功率值每次至少采集5组数据。同时记录下采集数据的时间。
噪声、振动应每个载荷档次及每个转速档次测定一次，并记录噪声、振动值及相应的负荷转速与时间。
齿轮的点蝕、胶合、裂断及齿面接触率的变化，一般至少每日观察纪录一次。试验正常、无损伤，记录时间间隔可较长；反之，齿面已出现损伤，记录时间间隔应较短。
轴、轴承与机体等在试验中的不正常现象、损伤、润滑油的牌号与种类等均应记录。
试验数据的处理按国家相关标准进行，其内容包括：计算转矩、功率的平均值、齿轮传动效率、齿轮箱热功率曲线、高速齿轮的每齿应力循环数的计算、温升计算与温度限额。
7、疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标
①、在额定载荷下疲劳寿命试验或工业应用3600h的齿轮箱，其合格指标为：
②、齿轮与各机件无断裂；
③、齿面无胶合、擦伤；
④、齿面摩擦磨损厚度，在齿根附近测量不超过齿轮模数值的4％。
⑤、齿面点蝕面积限额为：调质齿轮点蝕面积总和不超过有效工作面积总合的2％，渗碳淬火齿轮点蝕面积总和不超过有效工作面积总合的1％，且齿轮的一齿点蚀面积总和不超过有效工作面积总合的4％。
三、风力发电机的传动链
齿轮箱和风轮轴是直接连接的传动构件,它们的结构是由风力发电机的传动链所决定的,因此我们必须先从风力发电机的传动链说起。由于风力发电机结构设计不同，目前风力发电机的传动链有以下四种方式：
（一）、风轮轴完全独立方式
完全独立是说风轮轴与齿轮箱在功能和结构上是完全独立的，风轮轴与齿轮箱间靠联轴器进行连接。这种形式的风轮轴安装在独立的前后两个轴承支架上，风轮轴独立的承受风轮自重产生的弯曲力矩和风轮的轴向推力，所以风轮轴部件必须配置推力轴承。风轮轴组件与齿轮箱分别安装在底板上，然后由联轴器把它们连接起来。具体结构见图4.1.3
图4.1.3 风轮轴完全独立结构图
风轮轴的结构特点是一头大一头小，大头是安装轮毂的法兰盘，小头是安装联轴器的轴头。紧挨着法兰盘的是前轴颈，用于安装主轴前轴承。靠近安装联轴器的轴头的是后轴颈，用于安装主轴后轴承。
独立齿轮箱结构的优点：机组体积相对较小，齿轮油用量比同功率齿轮箱、风轮轴一体结构的机组低50％左右，齿轮箱重量低30%左右。独立齿轮箱结构刹车过程较为平稳，
齿轮箱承受的冲击载荷较小。
缺点：因为低速轴的存在，机舱结构相对拥挤，需对低速轴轴承单独进行润滑。
（二）、风轮轴半独立方式
风轮轴半独立方式只有一组前轴承托架，后轴承是与齿轮箱共用的。这种结构决定了风轮轴与齿轮箱共同承受风轮自重产生的弯曲力矩和风轮的轴向推力，所以齿轮箱的第一轴必须使用推力轴承，同时要求齿轮箱的箱体必须厚重些，以满足强度要求。这种结构的风轮轴与齿轮箱间采用半刚性的账套连接或刚性的法兰连接，然后才将前轴承托架安装在底板上。齿轮箱一般采用浮动托架安装。这种风轮轴是有锥度的，如此设计反映了轴上弯矩的减小，又节省了材料减轻了重量。风轮轴半独立结构看图4.1.4。
图4.1.4风轮轴半独立结构
（三）、风轮轴为齿轮箱轴的方式
风轮轴为齿轮箱轴的方式是将齿轮箱的第一轴直接作为风轮轴使用。这种方式省去了风轮轴组件，因此齿轮箱必须尽可能靠前安装。齿轮箱的第一轴完全承受风轮自重产生的弯曲力矩和风轮的轴向推力，齿轮箱的第一轴必须十分粗壮，齿轮箱的厚度应大于其第一轴前轴承到风轮的距离，这样是为了减小弯矩带来的轴承载荷。齿轮箱的第一轴必须使用推力轴承，以承受风轮的轴向推力。所以齿轮箱比前两种又厚重了很多。这种结构材料及重量减少不了多少，但由于零部件的减少故障率有所降低，安装工作量大幅度降低，这是这种结构的突出优点。风轮轴为齿轮箱轴的结构如图4.1.5。
图4.1.5 风轮轴为齿轮箱轴的结构
齿轮箱、风轮轴一体结构的优点：因将低速轴与齿轮箱合为一体，机舱结构相对宽敞，齿轮油直接对低速轴轴承进行润滑，免去运行人员的维护任务。
缺点：体积较大，重量高，结构相对复杂，造价较高。齿轮箱要直接承受来自叶轮的冲击载荷，在刹车过程中齿轮箱也要承受较大的载荷，对齿轮箱自身质量要求较高。
（四）、直驱无齿轮箱方式
型风力发电机不使用齿轮箱，采用风轮与发动机转子共用一个轴的方式。这种方式传动连最短，使用的零部件最少，所以故障率最低。在维修困难的地方，使用直驱型风力发电机是最佳的选择，例如在山顶或海上。直驱是未来大型风力发电机的发展方向。直驱式风轮轴结构见图4.1.6，它是用一个铸造的L型芯轴,短边的端面与偏航系统的转盘轴承固定连接，长边为芯轴。芯轴上安装有前后两组轴承，风轮电机轴为一空心轴，其上套装电机转子和风轮后，通过空心轴内两端的轴承组安装在芯轴上。这种结构的风轮不是悬臂状态，动态稳定性好、寿命长、可靠性高。
图4.1.6 直驱式风轮轴结构
四、齿轮箱的结构
（一）、齿轮箱的分类
齿轮箱按用途可分为减速箱和增速箱，风力发电机主传动链上使用的是增速箱，偏航系统与变浆距系统使用的是减速箱。
齿轮箱按内部传动连结构可分为
1、圆柱结构齿轮箱
圆柱齿轮箱一级的传动比比较小，多级可获得大的速比，但体积较大。圆柱结构齿轮箱的输入轴和输出轴是平行轴，不在一条直线上。圆柱齿轮箱的噪声较大。人们研究发现，圆柱齿轮传动速比为2.9时齿轮箱的体积最小，但当速比上升4.3到或下降到2.1时，体积只增加10％。这对我们选定齿轮箱的结构具有指导意义。
2、行星结构齿轮箱
行星齿轮箱是由一圈安装在行星架上的行星轮，与内侧的太阳轮和外侧与其啮合的齿圈组成。太阳轮和行星轮是外齿轮，而齿圈是内侧齿轮，它的齿开在里面。一般情况下，不是内齿圈就是太阳轮被固定，但是如果内齿圈被固定的话轮系的速比就比较大。
行星齿轮箱结构比较复杂，但是由于载荷被行星轮平均分担减小了每一个齿轮的载荷，所以传递相同功率，行星齿轮箱比圆柱齿轮箱体积小的多。由于内齿圈与行星齿之间减少了滑动，使其传动效率高于圆柱齿轮箱。行星齿轮箱的噪声也比较小。
3、圆柱与行星混合结构齿轮箱。
圆柱与行星混合结构齿轮箱是综合圆柱齿轮与行星齿轮传动的优点，而制造的多级齿
轮箱。风力发电机使用它的目的是为了缩小体积、减轻重量、提高承载能力和降低成本。
（二）、风力发电机组专用齿轮箱
对于功率在300～2000kW的风力发电机，风轮的最高旋转速度在17～48r/min，驱动转速为1500r/min的发电机，齿轮箱的增速比在1:31～1:88。为了使当齿轮与小齿轮的寿命相近，一般每级齿轮传动的速比在1:3～1:5之间，就是说应用2～3级齿轮传动来实现。
风力发电机组主传动专用齿轮箱的主要结构型式有三种：三级平行轴，一级行星轮系加二级平行轴，两级行星轮系加一级平行轴。在大功率的风电齿轮箱中主要是第2、3种结构型式。下面我们介绍一下风力发电机组常用增速齿轮箱的传动关系。
1、一级行星轮系加二级平行轴的结构型式。结构示意图如图4.1.7。
图4.1.7 一级行星齿轮两级圆柱齿轮传动齿轮箱
其传动路线是；桨叶——传动轴——收缩套——行星架——太阳轮——第二级平行轴大齿轮——第二级平行轴小齿轮——第一级平行轴大齿轮——第一级平行轴小齿轮——
发电机
2、两级行星轮系加一级平行轴的结构型式。结构示意如图4.1.8所示：
图4.1.8两级行星齿轮一级圆柱齿轮齿轮箱
其传动路线是；桨叶——传动轴——收缩套——第一级行星架——第一级太阳轮——第二级行星架——第二级太阳轮——平行轴大齿轮——平行轴小齿轮——发电机这种结构的齿轮箱齿轮箱，是在一级行星齿轮两级圆柱齿轮传动齿轮箱基础上改进而制造的。传递能力提高30 %左右，从根本上保证了风电齿轮箱的可靠性、安全性和使用寿命的要求。为了与齿轮强度寿命相匹配，低速级行星齿轮的轴承由二个增加到三个，高速轴的轴承提高了一个规格，因而使轴承的寿命大大提高。新齿轮箱虽然传递能力增加了，但体积和重量没有增加，结构更加紧凑，体积变小，重量降低了10%左右，安装尺寸上发电机中心高的尺寸降低了120mm，降低了发电机的重心高度。齿轮箱的输出轴轴径由原100 mm加大到110 mm，提高轴的强度，其余安装尺寸完全一样，从而达到了通用的目的。
在设计上应具有齿轮箱的所有检测功能，并设置能观察到齿轮箱内部的齿轮、轴承的观察孔。为了拆装检修方便，齿轮箱不用吊出，就能开盖检查，进行维修和更换零部件，行星齿轮采用浮动均载，拆卸、装配方便，一般问题在机舱内就能解决。
除了风力发电机组主传动用增速齿轮箱外，机组的变浆距系统、偏航系统、塔架电梯和机舱起重机都使用减速齿轮箱，这些齿轮箱功率较小，属于齿轮箱厂已大批量生产的通用机械部件，直接向齿轮箱厂订货即可，在此不再浪费篇幅。
国产JLFD系列风力发电机组齿轮箱图形及数据如下：
JLFD系列风力发电机组齿轮箱外形尺寸如图4.1.9。
齿轮箱的选用根据传递的功率，增速比，发电机转速，按照功率表4.1.10直接选出齿轮箱的型号即可。由于已经充分考虑了风电的特殊性和可靠性要求，所以在选型号时无需考虑使用系数，安全系数等。在转速和速比不同时可用插入法计算。超出表中功率的15%仍然是安全可靠的。定货时应注明齿轮箱的型号，发电机的功率，转速和速比等要求外，还应明确供货范围。另外还可提供低速轴收缩盘联轴器，高速轴弹性联轴器,稀油站；风力发电机用偏航，变浆齿轮箱，内齿圈等。JLFD系列风力发电机组齿轮箱安装尺寸如表4.1.11。
表4.1.10 JLFD系列风电机组齿轮箱功率表(KW)
表4.1.11 JLFD系列风力发电机组齿轮箱安装尺寸
高速轴轴径配合尺寸公差为m6,键的尺寸根据轴径按GB1095确定
4.2 齿轮箱的零部件与装配工艺
根据国家标准GB/T19073齿轮箱主要零部件的设计要求:
1、齿轮箱的主要零件的设计载荷和强度计算按JB/T10300及订货技术协议的相关规定。
2、齿轮箱机械零部件应进行防腐蚀设计。
3、齿轮箱的紧固件应尽量采用标准件，其零部件的种类要限制在最小范围内。齿轮箱的设计应使其结构简单，易加工且应保证使用维修方便。
4、齿轮箱主轴上的推力轴承应按风轮在运行中所承受的最大气动推力来选取。
一、齿轮箱体和风轮轴轴承支架
齿轮箱体和风轮轴托架的主要作用是：
1、固定轴承的空间位置，再通过轴承固定轴的空间位置。
2、将轴上的力通过轴承在齿轮箱体和风轮轴托架上得到平衡。
3、通过轴承使轴能够转动以传递扭矩。
4、用于安装轴承及齿轮的润滑系统及安全监测系统。
（一）、齿轮箱体和风轮轴轴承支架的结构
箱体风轮轴轴承支架是的重要部件，风轮轴轴承支架是风力发电机组的重要部件，它们承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力，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安排、加工和装配条件、便于检查和维护等要求来进行。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。
由于传动方式不同，齿轮箱和风轮轴轴承支架的结构也不相同。风轮轴完全独立方式的风轮轴需要前、后两个轴承支架，分别安装在底盘上。前轴承支架如图 4.2.1。风轮轴半独立方式的风轮轴只使用一个前轴承支架。
图4.2.1 风轮轴前轴承支架
为降低齿轮箱噪声并使主轴、齿轮箱、发电机三者易于保证同轴度，多数齿轮箱采用浮动安装结构，齿轮箱的左右两边有对称托架梁。齿轮箱上边有一个大耳朵孔，它是在运输、维修或长时间停机时锁定风轮用的。不浮动安装的齿轮箱箱体底面有安装用法兰，直接安装在底盘上。
箱体支座的凸缘应具有足够的刚性，尤其是作为支承座的耳孔和摇臂支座孔的结构，其支承刚度要作仔细的核算。为了减小齿轮箱传到机舱机座的振动，齿轮箱可安装在弹性减振器上。最简单的弹性减振器是用高强度橡胶和钢垫做成的弹性支座块，合理使用也能取得较好的结果。
为了便于装配和定期检查齿轮的啮合情况，在箱体上应设有观察窗。箱盖上还应设有透气罩、油标或油位指示器。在相应部位设有注油器和放油孔。放油孔周围应留有足
够的放油空间。采用强制润滑和冷却的齿轮箱，在箱体的合适部位设置进出油口和相关的液压件的安装位置。机座旁一般设有连体吊钩，供起吊整台齿轮箱用。
（二）、齿轮箱体和风轮轴轴承支架的材料
根据国家标准GB/T19073齿轮箱体的制造技术要求，箱体类零件的材料应按照GB/T1348和GB/T9439的规定选用铸铁材料，宜选用球墨铸铁，也可选用HT250以上的普通铸铁，和其他具有等效力学性能的材料。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。
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摸量较小，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。目前除了较小的风电机组尚用铝合金箱体外，大型风力发电机组齿轮箱使用铝合金铸件箱体已经不多。
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用中的变形，防止出现裂纹，无论是铸造或是焊接箱体均应进行退火、时效处理，以消除内应力。
（三）、齿轮箱体的加工
风机变速箱体属于大型箱体，根据风机功率的不同，轮廓尺寸约2～3m，大部分为分体结构。加工需要镗杆直径约160～250mm的数控落地铣镗床和大型卧式加工中心、龙门加工中心等，加工精度要求较高。
1、齿轮箱体加工时应首先加工安装平面和安装孔，然后以一面两销定位的方式进行其它平面的加工。这样可以达到比较高的生产效率。
2、接着进行箱体结合面的加工。箱体合表面的表面粗糙度Ra≤6.3微米。箱体箱盖应密合，用0.05㎜的塞尺检查其缝隙时，塞尺赛入深度不得超过分合面宽度的三分之一。
3、平面加工完后，在镗床上进行各孔的加工。要求镗杆必须有足够的刚度，以保证镗孔精度。箱体、箱盖相互连接部位及与轴承内齿圈相配合各孔的加工要求：内齿圈孔和轴承孔挡肩的端面跳动公差值应符合GB/T1184的5级精度的规定。
箱体、箱盖各轴承孔的同轴度、圆周跳动应符合GB/T1184的5级精度的规定。
中心距极限偏差应符合GB/T10095.1～10095.2的5级精度的规定。
4、镗完孔后进行其它后续加工，齿轮箱安装螺栓孔的位置精度不允许大于0.2（螺栓孔直径－螺栓直径）㎜。
5、全部加工完后进行清洗，箱体不得有渗油及漏油现象。检验合格后入库。
二、齿轮
齿轮齿轮的作用是传递扭矩，轮系还可以改变转速和扭矩。为了很好的实现上述功能，要求齿轮芯部韧性大、齿面硬度高，传动噪声还要小。因此对齿轮的材料、结构、加工工艺都有着很严格的要求。
（一）、齿轮的材料与结构
风力发电机组运转环境非常恶劣，受力情况复杂，要求所用的材料除了要满足强度、塑性、韧性等方面具有较好的综合机械性能外，还应满足极端温差条件下所具有的材料特性，如抗低温冷脆性、冷热温差影响下的尺寸稳定性等等。齿轮材料为优质低碳或中碳合金结构钢，外齿轮推荐采用20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA 等材料。内齿轮材料推荐采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料。其力学性能应分别符合GB/T3077、JB/T6395、JB/T6396的规定，也可采用其它具有等效力学性能的材料。
为了获得良好的锻造组织纤维结构和相应的力学特征，齿轮毛坯必须使用锻造方法制造。并采取合理的预热处理以及中间和最终热处理工艺，保证了材料的综合机械性能达到设计要求。
对齿轮类零件而言，由于对其传递动力的作用要求极为严格，一般情况下不推荐采
用装配式拼装结构或焊接结构，齿轮毛坯只要在锻造条件允许的范围内，都采用轮辐轮
缘整体锻件的形式。当齿轮顶圆直径在2倍轴径以下时，由于齿轮与轴之间的连接所限，常制成轴齿轮的形式。
风力发电机齿轮箱中的齿轮，应优先选用斜齿轮、螺旋齿轮及人字齿轮，这几种齿
轮几个齿同时啮合，传动噪声小、承载能力强。加工人字齿的时候，如是整体结构，半
人字齿轮之间应有退刀槽；如是拼装人字齿轮，则分别将两半齿轮按普通圆柱齿轮加工，最后用工装将两者准确对齿，再通过过盈配合套装在轴上。
在一对齿轮副中，小齿轮的齿宽比大齿轮略大一些，这主要是为了补偿轴向尺寸变
动和便于安装。为减小轴偏斜和传动中弹性变形引起载荷不均匀的影响，应在齿形加工
时对轮齿作修形处理。
（二）、齿轮的加工
风机齿轮箱内的齿轮模数很大，使用齿轮的加工量很大，需要对大型内齿圈、圆柱
直齿轮和斜齿轮等进行批量生产。主要加工设备为大型数控立式滚齿机、数控插齿机、
数控磨齿机等。这些齿轮加工机床中，大规格数控齿轮机床普遍要求具有高效、重载、重切、刚性好的特点。其中大规格、大模数齿轮和齿圈采用数控成型铣齿机和数控成型磨齿机，数控成型铣齿机要求大切深、大进给、滚速高。数控成型磨齿机要求精度达到5级以上，自动化程度高、自动调心、自动测量、自动修形、稳定性高。
齿轮加工中，规定好加工的工艺基准非常重要。齿轮的加工从在车床上车制齿轮毛坯开始，然后外齿轮用内孔和端面定位，装夹在滚齿机的芯轴上进行齿面加工；内齿轮用外园和端面定位，装夹在插齿机的转盘上进行齿面加工；轴齿轮加工时，常用顶尖顶紧两轴端中心孔进行齿面加工。滚齿齿轮在精滚时一般应采用修缘滚刀。
齿轮齿面粗加工后进行热处理。低碳合金钢热处理的方法是渗碳淬火。热处理后要求轮齿表面硬度达到HRC60±2，齿面有效硬化层深度：（0.1～0.2）齿轮法向模数。有效硬化层深度偏差为效硬化层深度的40％，但不大于0.3㎜。中碳合金钢热处理的方法是表面淬火。高频感应淬火表面硬度应达到HRC50～56，齿面有效硬化层深度：（0.15～0.35）齿轮法向模数。齿底硬度：大于HRC45, 齿底硬化层深度：（0.1～0.3）齿轮法向模数。齿轮心部调质硬度：HRC25～30。使其具有良好的抗磨损接触强度，轮齿心部则具有相对较低的硬度和较好的韧性，能提高抗弯曲强度。齿轮热处理后应进行无损探伤，以确保齿面没有裂纹。
齿轮热处理后必须进行磨齿加工以提高精度。齿轮的精度直接影响齿轮箱的寿命和齿轮箱的噪声，因此要求齿轮箱内用作主传动的齿轮精度，外齿轮不低于GB/T10095.1～GB/T10095.2规定的5级，内齿轮不低于GB/T10095.1 ～GB/T10095.2规定的6级。磨齿齿轮应做齿顶修缘，磨齿齿轮副应做齿向修形。
同组行星齿轮的齿厚极限偏差应保持在0.02～0.05㎜以内。
（三）、行星架
行星架在行星轮系中起着承上启下的作用，直接影响齿轮箱的寿命和齿轮箱的噪声，但行星轮轴与行星架都处于恶劣的悬臂工作状态，为此对行星架的制作有特殊的要求。
1、行星架的材料应选用QT700、42CrMoA、ZG34Cr2NiMo，其力学性能应分别符合GB/T1348、GB/T3077、JB/T6402的规定，也可使用其他具有等效力学性能的材料。
2、行星轮孔系与行星架回转轴线的位置度应符合GB/T1184的5级精度的规定。
3、行星架精加工后应进行静平衡。
4、行星架如采用焊接结构，则应对其焊缝进行超声破探伤，并应符合GB/T11345的要求。
三、齿轮箱轴与风轮轴
轴的主要功能是承受弯矩和传递扭矩。为实现以上功能并保证使用寿命，要求轴的滑动表面及配合表面应硬度高，而芯部韧性好。
（一）、轴的材料与结构
为了提高承载能力,轴的材料应在强度、塑性、韧性等方面具有较好的综合机械性能，一般都采用中碳钢和合金钢制造。如40、45、50、40Cr、50Cr、42CrMoA等，常用的热处理方法为进行调质，而在重要部位(例如滑动表面、重载轴肩)作淬火处理。要求较高时可采用、20CrMnMo、20CrMnTi、20Cr Ni2MoA、20MnCr5、20CrMo、17Cr2Ni2MoA、17CrNi5、16CrNi、15Cr2Ni2、等优质低碳合金钢，进行渗碳淬火处理，或42CrMoA、34Cr2Ni2MoA 等中碳合金钢表面淬火处理，以获取较高的表面硬度和心部较高的韧性。
为了获得良好的锻造组织纤维结构和相应的力学特征，轴的毛坯必须使用锻造方法制造。并采取合理的预热处理以及中间和最终热处理工艺，以保证材料的综合机械性能达到设计要求。带法兰盘的大型轴毛坯也可通过铸钢工艺获得，但必须有理化性能合格的试验报告。
风力发电机风轮轴的特点是尺寸大，长度在两三米以上、法兰盘直径一般为轴长度的二分之一左右，前轴径大约为法兰盘直径的三分之一，后轴径大约为法兰盘直径的五分之一。风轮轴轴向设计出一个较大的锥度，既符合承受弯矩的需要，同时又可以节省材料、减轻重量。大尺寸轴的特点是空心轴多，空心轴抗疲劳性能好，轴孔中可用来安装其他设备。风轮轴的结构见图4.2.2。
图4.2.2风轮轴的结构
轴类零件的加工为了减少应力集中，对轴上台肩处的过渡圆角、花键等较大轴径过渡部分，均应作必要的处理，例如抛光，以提高轴的疲劳强度。在过盈配合处，为减少轮毂边缘的应力集中，压合处的轴径应比相邻部分轴径加大5%，或在轮毂上开出卸荷槽。
齿轮箱中的轴按其主动和被动关系可分为主动轴、从动轴和中间轴。首级主动轴和
末级从动轴的外伸部分用于安装半联轴器，与风轮轮毂或电机传动轴相连。为了提高可靠性和减小外形尺寸，有时将半联轴器（法兰）与轴制成一体。
（二）、轴类零件的加工
1、轴类零件采用锻造方法制取毛坯，可获得良好的锻造组织纤维和相应的力学性能，其力学性能应符合GB/T3077、JB/T6395、JB/T6396的规定。合理的预热处理以及中间和
最终热处理工艺，保证了材料的综合机械性能达到设计要求。
2、轴类零件使用普通车床或数控车床进行机械加工。然后加工键槽及法兰孔等部位。
3、轴类零件的热处理
一般没有滑动表面的轴使用中碳钢或中碳合金钢必须进行调质处理。调质后的硬度为：HRC32～36。有滑动表面的轴，若使用中碳钢或中碳合金钢应进行表面淬火，表面淬火应优先选用高频淬火工艺。感应高频淬火后的硬度为HRC50～56，淬硬层的深度不应小于轴颈尺寸的2％；若使用低碳钢或低碳合金钢应进行渗碳处理，渗碳层的深度不应小轴颈尺寸的2％。淬火后的硬度为HRC58～62。
细长轴在热处理时要采取措施，防止热处理变形。要求加热应使用井式炉，悬吊方式加热，垂直淬火工艺；调质高温回火时也应如此。
4、轴类零件的热处理后，轴上各个配合部分的轴颈需要进行磨削加工、以修正热处理变形，同时轴颈使尺寸达到配合精度要求。
四、轴承
轴承是齿轮箱和风轮轴中的重要零件，齿轮箱的很多故障是因轴承而引起，所以轴承的合理选用直接决定了齿轮箱的质量和寿命。风力发电机齿轮箱和风轮轴中轴承的工作特点是，重载和不规则的循环应力。齿轮箱和风轮轴中轴承的尺寸很大、精度很高、价格较高。除风轮轴本身带有刹车盘的情况下使用滑动轴承，一般均使用滚动轴承。一台齿轮箱需要15～16盘轴承。
风叶主轴由两个调心滚子轴承支承。由于风叶主轴承受的载荷非常大，而且轴很长，容易变形，因此，要求轴承必须有良好的调心性能。设计应确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式，使轴承具有良好的性能和长寿命。
齿轮箱中的轴承种类很多，主要是靠齿轮箱中的齿轮油润滑。润滑油中金属颗粒比较多，使轴承寿命大大缩短，因此需采用特殊的热处理工艺，使滚道表面存在压应力，降低滚道对颗粒杂质的敏感程度，提高轴承寿命。同时根据轴承的工况条件，对轴承结构进行再优化设计，改进轴承加工工艺方法，进一步提高轴承的性能指标。
（一）、齿轮箱和风轮轴中轴承工作的特点
在齿轮箱和风轮轴的支承中，大量应用滚动轴承，其特点是静摩擦力矩和动摩擦力矩都很小，即使载荷和速度在很宽范围内变化时也如此。滚动轴承的安装和使用都很方便，但是，当轴的转速接近极限转速时，轴承的承载能力和寿命急剧下件下降，高速工作时的噪音和振动比较大。齿轮传动时轴和轴承的变形会引起齿轮和轴承内外圈轴线的偏斜，使轮齿上载荷分布不均匀，会降低传动件的承载能力。由于轴承的质量和其他因素，如剧烈的过载或载荷不均匀性而使轮齿经常发生断齿的现象。选用轴承时，不仅要根据载荷的性质，还应根据部件的结构要求来确定。相关技术标准，如DIN281或轴承制造商的的样本，都有整套的计算程序和方法可供参考。
齿轮箱轴承计算的使用寿命应不小于13万小时。在安装、润滑、维护都正常的情况下，轴承运转过程中，由于套圈与滚动体的接触表面经受交变负荷的反复作用而产生疲劳剥落。疲劳剥落若发生在寿命期限之外，则属于滚动轴承的正常损坏。因此，一般所说的轴承寿命指的是轴承的疲劳寿命。一批轴承的疲劳寿命总是分散的，但总是服从一定的统计规律，因而轴承寿命总是与损坏概率或可靠性相联系。
由于风力发电机齿轮箱和风轮轴轴承工作在重载和交变应力的恶劣工况下，考虑可靠性、安全性及寿命，目前使用的轴承多为承载能力较强的双列向心球面滚子轴承，单列园柱滚子轴承、单列园锥滚子轴承等。
（二）、轴承的选型
轴承的选型应该充分考虑其使用的要求，包括以下几个要素：
1、可用空间：
①、对小直径的轴可采用球轴承, 对大直径的轴可采用圆柱，球面滚子，圆锥滚子轴
承。
②、当径向空间有限时，需采用截面较小的轴承，如滚针轴承。当轴向空间有限时，可采用短圆柱滚子或承受复合负荷的深沟球轴承。
2、负荷选择原则为：一般性负荷，高转速为球轴承；重负荷低转速选用滚子轴承。轴向载荷使用推力轴承，轴向及径向复合负载时应使用向心推力轴承。
3、精度：轴承的间隙、表面光洁度等决定精度。精度决定噪音，精度高噪音低。
4、转速：由样本可查知，还与其所处润滑条件和轴承的径向游隙有关。
5、刚性：重载系列的轴承刚性好。
6、对中性和轴向位移：对中性不易保证选用调心轴承；轴向位移大选用圆柱滚子轴
齿轮箱结构原理及特点 齿轮箱是风机中的重要部件，其主要作用是将转子轴的旋转加速后带动发电机发电。 齿轮箱除传动部件外还包括检测系统、润滑系统、控制系统、加热系统、冷却系统等。 1.5MW风机使用的齿轮箱为两级行星齿轮传动一级平行轴齿轮传动。 一、行星轮齿轮传动 1.行星轮传动齿轮箱的优点： 1）体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大 一般在承受相同的载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2～1/5。 2）传动效率高 由于行星齿轮传动结构的对称性，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。一般其效率值可达 0.97~0.99。 3）传动比较大， 在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。而且行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。 4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的受力平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 2.行星齿轮传动的缺点是： 1）材料优质； 2）结构复杂；
3）制造和安装较困难。 3.行星齿轮工作原理 齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。 二、平行轴齿轮传动 为了方便线缆通过低速轴传递到轮毂内，必须将高速轴与低速轴分开，所以齿轮箱的第三级采用平行轴齿轮传动。 三、齿轮箱与转子轴联结 锁紧套结构及原理：
转子轴传入轴套后锁紧螺栓，外环移动对内环产生压力，内环和轴套变形从而使轴套与转子轴间产生预紧压力，安全可靠的传递动力 锁紧套连接的特点： 1. 定心精度高。 2. 安装简单，无需加热、冷却或加压设备。 3. 可传动重载，适合动载荷。连接件没有键槽削弱，靠摩擦力传动， 没有相对运动。 4. 有安全保护作用。 过载后转子轴与轴套相对滑动，从而保护齿轮 箱、发电机等免受损坏。
空冷风机变频原理及故障分析 山西漳山发电有限责任公司刘铉 关键词: 直接空冷系统变频器控制回路故障分析 摘要: 本文分析了直接空冷系统风机变频技术的原理，同时对应用过程中存在的问题和解决方法进行了介绍，并提供了一些经验和建议 一、直接空冷系统概述 目前我国火力发电厂多采用水冷技术,面对越来越紧迫的水资源缺乏问题,新建大型火力发电厂都在利用直接空冷技术代替传统的湿冷技术，直接空气系统是利用空气直接冷却汽轮机排汽，汽轮机排汽经布置在空冷岛顶部的散热器后，在散热器下部轴流风机的冷却风作用下，压力降低，温度下降，凝结成水回到凝结水箱中，未凝结的蒸汽和空气从散热器顶部由真空泵抽走，避免在运行中空冷凝汽器内部的某些区域形成死区，导致换热效果降低以及冬季冻结。 空冷技术的核心在于控制汽轮机背压，由于火力发电是一个十分复杂的能量转换过程，汽轮机背压受多种因素影响，变化复杂，因此直接空冷机组多采用变频技术来控制轴流风机转速，达到调节汽轮机背压的目的。 二、空冷风机变频原理分析 变频器分为交一交和交一直一交两种形式。交一交变频器可将工频交流直接变换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器，而交一直一交变频器则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率、电压均可控制的交流，又称间接式变频器。我公司采用的空冷风机变频器属于间接式变频器，其原理如图2-1所示，由主回路(包括整流器、中间直流环节、逆变器)和控制回路组成，分述如下: 图2-1 变频器结构原理图
1、整流器：功率整流器是一个半控式桥式电路，它对三相交流电源电压进行整 流并产生恒定的直流传输线电压Vd，如图2-2 图2-2 整流器前后波形 整流器下部的一个串联的电阻器通过一个二极管与电源端连接，它是一个预充电装置，能够防止浪涌电流。 2、中间直流环节：由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载，无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因数总不会为1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件电容器来缓冲，它可以使得整流器输出电压变的平滑。在整流器和中间电路之间安装的输入轭流圈，其作用是使线电流变的平滑，减少系统的混乱，另外，为了保证安全，在直流传输中还安装有一个高速熔断器。 3、逆变器：逆变器通常由六个大功率晶体管及相应的六个反并联的二极管来完成，这里问题的关键是何时控制六个晶体管的导通，才能得到我们所需要的U.V.W 输出。我们姑且将六只晶体管分为U.V .W 三相，对每一相的上下两只晶体管分别称为该相的上臂和下臂。很显然，对于每一相的上下两臂是不能同时导通的，不然，不仅不能得到电机定子所需电压，而且还会出现直流环节的两极直接短路导通，将引发事故(称为直通现象)，这是千万应该避免的。 其中与功率管反并联的六只二极管，称为续流二极管。因电动机的绕组是电感性的，其电流具有无功分量，它们为无功分量返回直流电源时提供通路。另外，当同一相的上下两臂处于交替切换时，为防止直通现象，在某一段时间内.物理上要求两管均处于截至状态，因而只有另两相中的两只管工作，也不时地需要续流二极管提供续流通路。在保证不直通的情况下，假设我们按以下的规律来控制晶体管导通: T1.T6.T5 T1.T6.T2 T1.T3.T2 T4.T3.T2 T4.T3.T5 T4.T6.T5 我们来分析在一个周期内，线电压Uuv.U vw.U wu的波形。在一个周期内画出各个管子的工作状态如图2-3所示。
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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。在风电界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最为常见。 如前所述，风力发电受自然条件的影响，一些特殊气象状况的出现，皆可能导致风电机组发生故障，而狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上，大量的实践证明，这个环节常常是机组中的齿轮箱。因此，加强对齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。 第二节设计要求 设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻。通常应采用CAD优化设计，排定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料，等等。 一、设计载荷 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T1030 0标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮箱使用系数KA＝1。当无法得到载荷谱时，对于三叶片风力发电机组取KA=1.3。 二、设计要求 风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外，常常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算，在满足各种限制条件下求得最优设计方案。 （一）效率 齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。齿轮的效率在不同工况下是不一致的。 风力发电齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率应大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。 （二）噪声级 风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低噪声的措施： 1. 适当提高齿轮精度，进行齿形修缘，增加啮合重合度； 2. 提高轴和轴承的刚度； 3. 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； 4. 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械振动控制在GB/T8543规定的C级之内。（三）可靠性 按照假定寿命最少20年的要求，视载荷谱所列载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试验的方法。 在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部件以及整机进行可靠性估算。 本月热门 ·语文教学论文集语文论文·毛泽东军事思想来源论略_·电子商务与物流_电子商务·建立科学有效的绩效管理体·浅谈小学一年级数学教学数·突围三农：求教马克思_经·锁定高效沟通管理_管理理·音乐课应重视音乐欣赏论·小学低年级识字教学浅谈语·网络营销市场每周分析摘要·小学一年级语文数学试卷集·德育“六化”_德育论文 ·初中学生期末评语300条_班·试论旅游资源的开发与保护·“做个守纪律的学生”主题 本日热门 ·浅谈小学一年级数学教学数·小学低年级识字教学浅谈语·音乐课应重视音乐欣赏论·突围三农：求教马克思_经·初中学生期末评语300条_班·试论大学生体育能力及其培·社交礼仪 ·全面预算发展趋势——战略·学会宽容_思想道德论文·如何创建学习型组织 ·目前国内经济形势与建立社·“做个守纪律的学生”主题·小学一年级数学试题库 ·探究──小学科学教育的灵·在企业各层级建立领导力
1.5MW 安全注意事项安全注意事项：： 1、 严格按照公司现场风机安 2、 进行任何电气操作时， 3、 进行24VDC 信号线路检查电，以免造成次生故障。故障1:轮箱油温超限error_g 控制原理控制原理：： 1）油温<5℃,加热2）低速轴转速低速； 3）低速轴转速4）油温>50℃5）油温>60℃6）油温>60℃温<65℃，空冷风扇停7）油温>80℃ 触发条件触发条件：： 当齿轮箱油温超 原因分析原因分析：： 1、 齿轮箱散热器堵 齿轮箱散热量的交换，现场致散热器堵塞严变高。 MW 机组频发故障处理方案 ———【风机安全作业规范进行消缺维护工作。 ，要严格遵守“先断电，再验电，确保无人再路检查时，一定要将控制柜内230VAC400VAC/6 ror_gearbox_oil_temperature_ gearbox_limi 加热器启动，> 5℃时3分钟之后，加热器停转速>1.2rpm 或风机进入运行、发电、停机状态且转速>10.5rpm 或油温>40℃------ >高速； ℃，水泵启动，直到<45℃，水泵停止； ℃，水空风扇启动,直到<55℃，水空风扇停止℃或轴温>70℃，空冷风扇（高速）启动，直到风扇停止； ℃，风机进入故障停机模式； 油温超过80度，并持续5秒后，触发此故障热器堵塞 箱散热器在齿轮箱油温散热中起到至关重要的作现场风机由于长时间运行加之风场环境恶劣堵塞严重，造成热量不能有效的进行交换，最终【齿轮箱系统】 无人再送电”守则。 VAC/690VAC/24VDC 断 _limit_max 热器停止； 状态且油温> 5℃ ---- >停止； 直到油温<50℃或轴故障。 要的作用，主要完成热恶劣（风沙、毛絮）导最终造成齿轮箱油温
齿轮箱结构原理 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
齿轮箱结构原理及特点 齿轮箱是风机中的重要部件，其主要作用是将转子轴的旋转加速后带动发电机发电。 齿轮箱除传动部件外还包括检测系统、润滑系统、控制系统、加热系统、冷却系统等。风机使用的齿轮箱为两级行星齿轮传动一级平行轴齿轮传动。 一、行星轮齿轮传动 1.行星轮传动齿轮箱的优点： 1）体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大 一般在承受相同的载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2～1/5。 2）传动效率高 由于行星齿轮传动结构的对称性，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。一般其效率值可达~。 3）传动比较大， 在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。而且行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。 4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的受力平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 2.行星齿轮传动的缺点是： 1）材料优质； 2）结构复杂； 3）制造和安装较困难。 3.行星齿轮工作原理 齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。
二、平行轴齿轮传动 为了方便线缆通过低速轴传递到轮毂内，必须将高速轴与低速轴分开，所以齿轮箱的第三级采用平行轴齿轮传动。 三、齿轮箱与转子轴联结 锁紧套结构及原理：
转 子轴传入轴套后锁紧螺栓，外环移动对内环产生压力，内环和轴套变形从而使轴套与转子轴间产生预紧压力，安全可靠的传递动力 锁紧套连接的特点： 1. 定心精度高。 2. 安装简单，无需加热、冷却或加压设备。 3. 可传动重载，适合动载荷。连接件没有键槽削弱，靠摩擦力传动，没有相对 运动。 4. 有安全保护作用。 过载后转子轴与轴套相对滑动，从而保护齿轮箱、发电 机等免受损坏。
直接空冷机组冷却风机运转状况与环境风的关系 林宝庆1潘宇峰2朱宝田1 （1西安热工研究院有限公司710032, 2山西华能榆社电力有限责任公司031800） 摘要对山西华能榆社电力有限责任公司300MW直接空冷机组在环境风速增大、风向发生变化和环境温度升高时运行工况的测试表明，空冷岛风机群冷却风机的运转状况发生了改变，耗功增加。获得了各工况的冷却风机运转状况和耗功与环境风速、风向、气温变化之间的关系，可指导直接空冷机组安全经济运行。 关键词直接空冷冷却风机环境风 The Relationships between Wind and Draft Fans Operation for the Direct Dry-Cooling Unit LIN Baoqing1, PAN Yufeng2 , ZHU Baotian1 ( 1Xi’an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd , 2Shanxi Huaneng Yushe Power Co., Ltd) Abstract: They have been done that the tests of operation for direct dry-cooling 300MW unit in Shanxi Huaneng Yushe Power Co., Ltd. The tests indicate, draft fans operation change and their power consumption increase along with wind speed ,wind direction and temperature. This paper summarizes the relationships between draft fans operation , their power consumption ,and wind speed ,wind direction , temperature. These would guide the operation safely and economically for the direct dry-cooling unit. Keywords: direct dry-cooling , draft fan , wind
空冷配电间设计及选型 空冷系统配电是整个空冷设备中的一部分，它承担着给空冷岛及其附属设备供电的任务，通过其可以控制空冷风机电机转动来冷却翅片管内的各种介质，在化工、炼油、石化、传统能源发电厂、垃圾焚烧发电厂和钢厂等领域有着举足轻重的地位。使用空气不仅是一种低投资成本、低运行成本的选择，而且可以减少江河湖泊水的温升，有利保护保护环境，尤其是当今越来越重视环保，减少对水资源的浪费，保护绿水青山，空冷配电部分在空冷设备里起着供给、监测、控制电能的作用，使其整个空冷设施能够达到节能、高效、稳定的目的。 标签：空冷配电间；配电柜；干式变压器 Abstract：Air cooling system distribution is a part of the whole air cooling equipment，which is responsible for supplying power to the air cooling island and its auxiliary equipment. It can control the rotation of the air cooling air electromechanical machine to cool all kinds of media in the finned tube. It plays an important role in the fields of chemical industry，oil refining，petrochemical，traditional energy power plant，waste incineration power plant and steel plant. The use of air is not only a choice of low investment cost and low operating cost，but also can reduce the temperature rise of rivers and lakes，and is beneficial to the protection of the environment. Especially，nowadays，more and more attention is paid to environmental protection and the waste of water resources is reduced. To protect green water and green mountains，the air cooling distribution plays the role of supplying，monitoring and controlling electric energy in the air cooling equipment，so that the whole air cooling facility can achieve the purpose of energy saving，high efficiency and stability. Keywords：air cooled distribution room；distribution cabinet；dry transformer 空冷器的配电间通常布置在空冷岛下面或这是侧面较近的区域，当然也有布置在距离空冷设施较远的地方，这种主要是同整个工程的配电设备布置在一起，便于维护。下面对于空冷配电间和用电设备设计和选型谈一些浅显的看法。 1 空冷配电间整体设计 空冷配电间通常来说是布置在空冷岛下方或者附近的一个房屋，它需要根据相关标准满足现行国家关于防火要求、遮阳和对视间距和距离的规范、规程、规定，设置在较高且不容易积水的地方，所以电缆隔层的底部要高于同层的建筑底部，来避免区域形成积水。空冷配电间通常有低压变压器、配电柜、变频柜、直流屏的设备及材料。这些设备常规布置在同一房间内，供电从主厂房引至空冷配电间内的低压变压器高压侧，经过变压器至配电柜和变频柜，再经过配电柜和变频柜至用电设备。
风力发电机齿轮箱润滑的四个误区 2015年8月6日张巍（海上小乐） 近年来，随着中国政府对于环境整治力度的不断加强，作为替代传统高能耗，高污染的燃煤发电的一种可再生能源，风力发电业的投资力度也持续加大。自2009年至2014年，平均新增风电装机容量超过1700万千瓦/年，平均新增机组台数10798台/年。截止2014年底，中国的风电累计装机容量达到1.14亿千瓦，累计装机台数达到76243台。未来中国风能产业规划的每年新增机组台数约为10000台，新增风电装机容量约为2000万千瓦，可谓发展一片大好，形势光明。 然而经常跑风场搞维护的朋友都会发现另一种状况，全国众多风场的新装国产双馈型风力发电机的运行稳定性并不高，频繁出现故障停机，售后检修及维护成本很高。这其中作为极易造成风力发电机组机械故障的润滑误区，我们不得不重视起来。根据2014年美国齿轮制造协会AGMA的统计数据显示，全球工业设备的故障发生率中大约75%是基于润滑不良或错误的润滑方式导致的。 如下图1所示，主流齿轮箱型风力发电机组的结构中，最主要的需要润滑的机械部件如下： l主齿轮箱（增速箱）； l回转主轴轴承； l变桨轴承及驱动减速箱； l偏航回转支承及驱动减速箱； l联轴器及刹车部分； l发电机； l循环液压系统； 这其中，主齿轮箱的初装用油量最大，不同机型齿轮油一次性初装量从200公升到800公升不等，是润滑的重中之重，也是最易产生润滑故障的主要部件。这其中有如下四个误区需要我们加以纠偏：
误区一，被动油浴式润滑足够满足风机主齿轮箱润滑要求； 传统被动油浴式润滑只能满足风机内部各个结构较为简单的驱动减速齿轮箱的润 滑要求，但是已经无法满足结构更为复杂，精密度更高的风机主增速齿轮箱的润滑 要求。所以需要逐步使用主动飞溅式润滑替代传统被动油浴式润滑。因为主动飞溅 式润滑可以有效提高同型号齿轮箱油的渗透性以及传动散热效果，润滑效果更佳， 也更容易冲刷掉各组齿轮啮合面上的摩擦机械杂质以及长期运转后产生的一些含 有腐蚀性的粘质胶状残留物。但是这种润滑方式需要配合效率更高的油路循环系统 以及更高精度的密封，否则极易造成齿轮油泄漏污染。 误区二，齿轮油加满为好，忽视油液位标尺； 为风机主齿轮箱加注齿轮油时如果加注过满，除了容易导致大家所熟知的油体渗漏 污染以及过度润滑造成的齿轮箱过热，更重要的是会造成高温工况下，油雾散发， 造成空间有限的风机机舱内部的油雾污染。另外，当机舱内温度降低后，油雾会大 量沉降在机舱内的各个机械及电气部件上，再遇高温时，极易造成电气短路甚至燃 烧事故。 误区三，只关注风机主齿轮箱齿轮油的粘温指数，却忽略其清洁度指标； 由于大部分风场的温差较大，加之风机长年工作在高空，所以很多风机厂家很重视 风机齿轮油的粘温指数，以期油体在高、低温工况下可以保持比较好的理化稳定性，粘度以及低温流动性，从而达到设计润滑要求。 但是很多厂家都忽略了主齿轮箱齿轮油的清洁度指标。油体清洁度的高低可以直接 影响到油品在高温工作状态下的腐蚀性胶体杂质产生的数量，也可以直接影响油体 在低温工况下的清净分散性，从而间接地影响到油体中游离酸碱物及油泥的产生。 目前大部分齿轮箱油供应商的风机主齿轮箱全合成齿轮油的NAS清洁度大致在 8~10的范围内，但这个范围值对于粘度小于100号的油品（如46号抗磨液压油） 是有效的，但是对于更高粘度的齿轮油（如150号，220号，320号齿轮油），这 个清洁度范围值并不能有效保证风机齿轮油在长期免维护的应用下油滤不堵塞，所 以将风机齿轮油的NAS清洁度范围值提高到5~6，将有效减少油滤堵塞报警以及 滤芯及滤筒表面粘质胶状杂质积聚物的堆积问题发生，也可以有效提高油品长期使 用后的稳定性，减少腐蚀性油泥的产生对于齿轮箱内部金属材料以及漆面的腐蚀。 总而言之，油品清洁度不但是影响油品是否可以长期使用的重要指标，更是间接影 响油体变质以及粘度下降的重要参考指标之一。 误区四，长期使用后的主齿轮箱油是不是越清澈透明越好？ 齿轮箱油对于齿轮箱就好比人类身体里循环的血液，血液本身就是很有效的一种身 体清洁剂，从动脉血循环到静脉血，医生会告诉我们静脉血一般都比动脉血颜色更 深。因为动脉血就好比刚装进风机齿轮箱里的齿轮油，清洁度要高，抗氧化性很强， 但是通过机体循环后，静脉血中含有很多氧化物质和身体有害杂质，通过肝肾等过 滤排毒脏器后将体内有害物质排出体外。齿轮油也是需要具有比较好的清洗能力， 能够把齿轮箱内部长期运转后产生的机械杂质，各类氧化物以及化学积聚物从齿轮 和轴承的金属面上冲刷下来，避免它们给这些摩擦副运转时造成非正常磨损以及腐 蚀。所以长期使用后的齿轮油油样如果很清，并不能说明这个油品性能更好，相反 可能是该油品的清洗性和润滑性不良，所以最好结合使用过的油品酸碱度，中和值 和粘度对比其新油的相关出厂参考值以及PQ杂质含量来分析会更为准确。
电力电子 ? Power Electronics 50 ?电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 1 齿轮箱油温过高的可能原因 1.1 风冷器可能故障 1.1.1 风冷器自身故障 如电线短路、断路、电机烧坏等导致风扇不运转 1.1.2 灰尘影响风冷器散热 散热片上大量的灰尘覆盖会影响风冷器的散热，导致润滑油冷却不足1.1.3 风冷器的接线错误 接线错误会导致风扇反转，会导致风向相反，影响散热 1.2 润滑系统到油分配器、冷却器的油管接反过滤器的两个出口分别标示了到齿轮箱或者到冷却器，温度较低时直接进入油分配器，温度较高时进入冷却器。如油管接反则高温油不经过冷却器冷却，必然会产生油温过高。将油管按正确要求安装即可解决 1.3 润滑系统的压力阀或温控阀错误 在过滤器与齿轮箱油管连接无误的情况下，当油温超过55C 过滤器到油分配器的管子仍有流油的情况下（判断方法：摸该油管，如温度与分配器的温度一致或者有油流动的振动感则说明该油管有油流过），说明过滤器的温控阀存在问题。可以像润滑系统厂家或技术部进行咨询，更换温控阀。如果是英德诺曼的压力阀问题会比较困难，需要几方共同解决。 1.4 溢流阀问题 溢流阀作为泄压元件，应在齿轮箱油温低、压力高的时候才会发生作用。目前发现有油温高溢流阀仍然流油的情况，这样经过冷却的油量会减少，部分的油未经冷却直接回齿轮箱，导致整体冷却不足，油温偏高。遇到油温高、压力低而溢流阀又开启的情况，应及早与润滑系统厂家联系解决。 2 高速轴轴承温度过高原因分析 2.1 轴承进油量不足 打开后箱观察盖检查轴承的出油情况，如出油很少则说明轴承的进油量不足。出现的原因主要有四点：1）进油孔设计太小导致进油不足；2）箱体进油孔与进油环进油槽错位； 文/靳晓东 【关键词】风机齿轮 漏油 油温高 改进 3）油孔被杂质堵塞导致油量减少；4）进油孔油路未钻通。根据实际情况检查是否为以上原因，并进行相应的处理。 2.2 轴承径向游隙过小 轴承的运转必须保证一定的径向游隙。当游隙过小时会导致滚子和滚道憋劲的现象，大量发热而导致温度上升。这种情况比较少见，可以用塞尺检测轴承上端的径向游隙。 2.3 齿轮喷油不足 齿轮喷油不足或者油孔没有对准齿轮，会导致齿轮温度高，继而热量传导至距齿轮较近的轴承处使轴承温度偏高。 2.4 油温过高 冷却不足的情况下油温过高，使高速轴承温度不能有效的卸去，导致轴承温度过高。 2.5 油温过低 油温过低也容易造成高速轴轴承温度过高，润滑油在低温的情况下粘度很大，通过进油孔的油会变得很少，而且粘度高的油液流动性很差，导热的能力也会差很多，导致轴承温度越来越高，造成恶性循环。该情况主要反映在冬季以及水冷润滑系统的齿轮箱上，例如海装辉腾锡勒的FL2000H 轴承温度高的案例。 2.6 轴承损坏 轴承的损坏会使滚子运行不平稳，特别是高速轴轴承转速很高的情况下会大量发热。 2.7 摩擦或盘根过紧 零件干涉摩擦以及盘根安装过紧都会产生大量的摩擦热，使轴承温度升高。 3 齿轮箱存在的问题分析及对策 3.1 齿轮齿面上有磕碰伤造成响声 情况：该问题主要反映在整机生产厂家的总装厂试验台，该种异响的特点：响声频率稳定，单向有异响，反向旋转无异响，可以通过计算低速轴的转速和异响的频率关系来确定异响发生的具体位置原因：装配过程中出现磕碰，由于公司在试验质量把关上存在纰漏，有极少量的齿轮箱可能会出现这样的问题。处理：根据分析结果仔细寻找相关齿轮齿面上的碰伤处，寻找时应将齿面上的油擦拭干净，以免影响手感。碰伤主要存在于齿顶及齿廓两侧。 案例：2011年集宁风电总装厂及2010年国电保定总装厂。 3.2 齿轮自身周节误差过大造成的异响情况：该问题同样反映在整机生产厂家的总装厂，该种异响的特点：响声频率稳定，双向旋转均异响；原因：齿轮加工造成的相邻齿周节变化过大产生的异响。可以通过速比关系查找问题齿轮的齿轮检测报告； 处理：除可取出的高速轴外现场无法处理，只能回公司进行更换返修。3.3 摩擦干涉的异响 情况：该问题出现在维修车间的几率较大，盘车不动或者盘车困难，试车时发出摩擦声。风场出现的原因一般为甩油环和端盖干涉，伴随着相关部位的异常发热现象； 处理：找出干涉摩擦的部件，对零件进行返修加工或者进行紧固处理。3.4 轴承自身问题造成的异响 情况：当出现的响声是嗡嗡声且频率较快、齿面检查正常、用速比关系计算出不是齿轮的问题时，那么极有可能就是轴承出现了问题；原因：轴承的内圈滚道或者滚子表面有凹痕会引起轴承运转不平稳，造成异响； 处理：仔细检查轴承滚道和滚子，发现有问题更换轴承。 案例：通辽宝龙山F2458异响。3.5 齿轮长期停放锈蚀造成的异响 情况：一对齿轮副的两个齿轮上各有一个齿出现长条状锈蚀痕迹，其余齿完好； 原因：齿轮箱长期停放造成齿面锈蚀，运行不平稳产生异响； 处理：该锈蚀无法彻底消除，只能先用油石抛光，再后续跟踪； 案例：华创太阳山风电场、甘肃昌马F2394。 3.6 非齿轮箱自身原因的异响 情况：响声出现在低速端主轴或高速端刹车盘附近，经检查齿轮箱各部件完好仍有异响的情况，或者响声频率不与转速成正比；原因：低速端有可能是轮毂或者主轴轴承出现问题，高速段可能是联轴器或者电机找正偏差所致；处理：在反复查找齿轮箱确认没有问题的情况下，可以判断是其他部件出了问题，可以要求整机厂家对可能发生问题的部件进行查找。 3.7 漏油故障分析 漏油是齿轮箱传动系统中常见故障，漏油会影响齿轮、轴承等箱的润滑效果，使得各运动副零配件之间摩擦加剧，减少各零件的使用寿命。严重的漏油将使齿轮箱无法正常工作。齿轮箱漏油问题牵涉的方面很多，如设计、工艺、加工、装配、铸造等，产生漏油的原因很多，在实际设备维护中，要根据具体情况分析原因，再采取相应的排除方法。根据企业大量实际维修经验，齿轮箱漏油主要是因为以下几个原因：1.密封件损坏或装反导致接合面密封不严；2.相对运动零件尺寸配合间隙过大，或是因为长期运动磨损使得间隙过大；3.箱体铸件有气孔、砂眼等缺陷；4.工作温度太高或润滑油粘度太低；5.润滑油管变形或存在裂痕导致油管漏油。 参考文献 [1] 杨龙.多功能散热加油装置在氨分解罗 茨风机上的应用[J].通用机械,2010.[2] 王昕平.恢复R363罗茨风机的使用[J]. 有色冶金节能,2003. [3] 王多强.TRF300E 型罗茨风机维修与维护 [J].新疆有色金属,2011. [4] 李世颖.关于MGGA 型罗茨风机故障排除 及参数调整等有关问题的探讨[J].粮食与食品工业,1995. [5] 陈金英,常清峰,马卫东,李献平.RAS 罗茨风机修复及技术改进[J].冶金动力,2007. 作者单位 中广核风电有限公司内蒙古分公司 内蒙古自治区锡林浩特市 026000
实用标准文案 摘要：时下模块化风机齿轮箱的可靠性是一个普遍存在的问题。为此，Maag 开发和试制了一种新型齿轮箱，在平衡刚度和柔性的基础上能更好地实现载荷的分配均匀，具有较小的应力和最佳齿轮接触模式。该设计的特点在于：把主轴载荷支撑在两个预紧的圆锥滚子轴承的齿轮箱输入端；将输入转矩的动力分配为两个行星齿轮传动级，同时减少齿轮上的单位载荷；另外，它适用于单壁行星架，且每个单壁行星架配备一排柔性的“集成式柔性销轴承”，以确保行星齿轮之间载荷均匀，且消除了双支撑行星架由于发生扭转变形而引起的不对中问题。如今，经过一年的场地试验，Maag 公司的其中一种PV齿轮箱已经在位于苏格兰奥克尼岛（Orkney Island）的全球最大风力开发项目中得到应用，并被证明非常成功。其应用结果将在本文中予以讲述。 前言：行星轮系的设计挑战 Maag 齿轮有限公司现将增速齿轮箱PV纳入风力发电机业务，其独特设计和不断改良的性能引发了工业界的广泛兴趣和持续关注。 在决定设计之前，Maag 认真地考虑了原始设备制造商和风电场运行人员提出的要求，了解了传动装置中可能发生的损坏形式。通过这些调查，还掌握到齿轮箱的特殊要求：·在某种程度上还没有充分了解其高动态载荷 ·驱动系和机架内的软结构会直接影响传动装置 ·风机恶劣的运行条件 从这些调查中得出的结论是：齿轮箱的可靠性问题必须通过引进新的、创造性的理念加以解决。 双支撑行星轮架的扭转变形 在当今的风电齿轮箱中，行星轮系的典型结构是采用销轴支撑双壁托架的两端，该设计方式有时被称作双支撑安装。见图1。每个行星齿轮处于一个固定的与邻近行星齿轮相关的位置，形成一个至少在径向和圆周方向具有相当刚性的排列。 精彩文档． 实用标准文案
1 目的 1.1保证风机齿轮箱更换符合技术要求和文明生产管理标准。更换全过程无不安全情况发生，更换后的设备能安全、可靠、经济地运行。 1.2 为所有参加本项目的工作人员确定必须遵循的工作程序。 2 范围 本作业指导书适用于大唐赤峰风电公司赛罕坝风电场风电机组更换齿轮箱作业。 3 引用文件 下列标准及技术资料所包含的条文，通过在本作业指导书中引用，而构成为本作业指导书的条文。 DL408-91 电业安全工作规程 DL796-2001 风力发电厂安全规程 DL/T 797-2001 风力发电场检修规程 V52-850KW LT 电气手册(1) V52-850KW LT 电气手册(2) V52-850KW LT 机械手册(1) V52-850KW LT 机械手册(2) 4 职责 4.1 作业负责人职责： 4.1.1 履行《电业安全工作规程》规定的工作负责人安全职责，全过程负责该作业的安全、质量管理。 4.1.2 负责办理工作票或缺陷处理联系单。 4.1.3 负责设备、检修工器具质量验证。 4.1.4 负责备品备件和材料的质量验证、复核。 4.1.5 负责指定专门人员做好记录，确保记录真实、准确、工整。 4.1.6 负责作业项目的自检并签证，对本项目的安全、质量负责。 4.2 监护人职责： 4.2.1 监护人负责按《电业安全工作规程》和《风力发电厂安全规程》的要求对参加作业的每位成员的安全进行监督。 4.2.2 履行大唐赤峰赛罕坝风电公司规定的职责和权力。 4.3 其他工作人员职责： 4.3.1 履行《电业安全工作规程》和《风力发电厂安全规程》规定的工作班成员安全职责。 4.3.2 依据相关规定、规程、标准进行设备检修，且符合质量控制标准。 4.3.3 在工作负责人的领导下，负责按工作程序进行工作。 4.4 质检员职责： 4.4.1 依据检修规程及相关质量标准，对检修和试验的全过程进行质量跟踪检查并在验收报告上进行验证、签字，及时对检修结果进行评价。 4.4.2督促、监督所有工作人员遵守质量标准体系的相关规定、标准并落实相关安全技术措施。 5 人员要求
乌拉山发电厂空冷岛风机电耗分析与探讨 Coulometry on fans of air-cooling system of Wulashan Power lant 夏瑞春闫志华梁纯斌贺兰柱魏俊峰 （内蒙古乌拉山发电厂，内蒙古巴彦淖尔 014407） [摘要]乌拉山发电厂直接空冷发电机组，其空冷岛风机的功率消耗，在厂用电率中占有很大比例，最大时约占到17%左右。如何进行空冷风机的优化运行，在既不影响煤耗，又能节约厂用电，是我们共同需要探讨的问题。 [关键词] 直接空冷.空冷凝汽器.经济性分析 乌拉山发电厂三期#4、5机组为国产第一台2×300MW燃煤直接空冷发电机组，配哈尔滨锅炉厂生产的1056t/h自然循环锅炉，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的NZK300—16.7/537/537亚临界、中间再热、双缸双排汽、单轴、直接空冷冷凝式，额定功率主汽流量943.8t/h，额定背压15Kpa，凝汽量688.2t/h，冷却方式为单元制空气直接冷却机力通风。考虑到防风，每台机组装有5排×6列共30台160kw哈尔滨空调有限公司制造的冷却变频风机，冷却面积86.3256万平方米，冷却面积比进口空冷风机大11万平方米左右。风机为ACC自动控制。在夏季干球温度为34℃，外界环境风速5m/s，风机100%转速情况下，保证汽轮机排汽背压不大于28Kpa。 1、空冷风机的耗电问题 空冷岛不仅体积庞大，而且涉及到电气、热工、机务等多个专业。空冷机组由于风机多，电耗大，风机的电耗平均占厂用电耗的10%左右。一般占总发电量的1.3—1.6%。它的优化运行空间很大。做好了可以带来可观的经济效益。 当空冷风机在100%转速下运行时，风机消耗功率为3333kw.h，风机消耗的厂用电率为1.1%，约占机组厂用电率的12%左右。一列风机全部停止运行，其余各列风机频率全部为50赫兹, 风机消耗功率为2910kw.h，风机消耗的厂用电率为0.97%，约占机组厂用电率的10.8%左右。所有风机全部运行，其中顺流风机频率全部为40赫兹，逆流风机频率全部为45赫兹, 风机消耗功率为1950kw.h，风机消耗的厂用电率为0.65%，约占机组厂用电率的7.25%左右。如果将风机转速降至88%，风机消耗功率为1740kw.h，风机消耗的厂用电率为0.7%，约占机组厂用电率的6%左右。节电效果非常显著。 2、空冷风机的耗电试验： 2．1机组投产后，在提高机组效率，降低发电成本上我们做了积极的工作。在空冷的优化运行方面，我们从以下两个方面作了工作： 一是合理调整运行方式，取得最佳真空值，使煤耗和电耗的总耗达到最小以取得最小的发电成本。 二是在同一负荷和最佳真空下，调整风机的运行方式，使风机电耗达到最小，有效的降低电耗。减少发电成本。为此我们多次进行了试验，其中一次我们进行了如下试验： 2.2 一列风机（20列）全部停止运行，其余各列风机频率全部为50赫兹： 2.3 一列风机（20列）全部停止运行，该列所有风机油泵全停，风机停电。其余各列风机频率全部为50赫兹： 2.4所有风机全部运行，其中顺流风机频率全部为40赫兹，逆流风机频率全部为45赫兹： 2.5所有风机全部运行，其中顺流风机频率全部为40赫兹，逆流风机频率全部为40赫兹：
摘要 风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。 本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。 首先，确定齿轮箱的机械结构。选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。 其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。 关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计，建模
Abstract The rapid development of wind power industry lead to the prosperity of wind power equipment manufacturing industry．As the core component of wind turbine，the gearbox is received much concern from related industries and research institution both at home and abroad．However, due to the domestic research of gearbox for wind turbine starts late，technology is weak，especially in the gearbox for MW wind turbine，which mainly relied on the introduction of foreign technology．Therefore，it is urgent need to carry out independent development and research on MW wind power gearbox，and truly master the design and manufacturing technology in order to achieve the goal of localization．This paper takes the wind power。The independent design of the gearbox matching for the wind turbine has been carried out by selecting the transmission scheme and calculating the gear parameters。 Firstly, the mechanical structure of gearbox is determined．The two-stage derivation planetary transmission scheme is selected．The gear parameters of every stage transmission is calculated．，and the force analysis results is obtained．The static strength check of tooth surface contact is implemented according to related standard．The result shows that it is accord with safety requirements． Secondly, the helical gear parametric model is established based on involutes curve equation and generation theory of spiral line by using the function of parametric modeling in Pro／E． Then, the tooth surface contact stress of the gear transmission is calculated． Key Words：the wind power ，Gearbox for Wind Turbine；Structure Design；Parametric Modeling