风电齿轮箱结构原理及维护知识ppt课件

特点
工作原理
风机齿轮箱的工作原理是将风力通过风轮叶片转化为扭矩，再通过齿轮箱内部的齿轮传动系统将扭矩传递给发电机或其他机械装置，从而将风能转化为机械能。
齿轮传动系统
齿轮传动系统是风机齿轮箱的核心部分，包括行星齿轮、主轴齿轮和轴承等部件，通过这些部件的相互配合，实现扭矩的传递和转换。
水平轴风机齿轮箱是常见的一种类型，其风轮叶片与地面平行，转速相对较低，适用于中低风速地区。
确保工作区域安全，准备好所需的工具和材料，如螺丝刀、扳手、润滑油等。
准备工作
检查风机齿轮箱的基础是否平整、牢固，确保符合安装要求。
基础检查
按照说明书逐步组装风机齿轮箱的各个部件，确保每个部件都正确安装。
部件组装
将风机齿轮箱与风机的其他部分连接并固定，确保连接牢固、稳定。
连接与固定
始终遵循安全操作规程，确保工作人员的安全。
持续增长的市场需求
01
随着全球能源结构的转型和可再生能源的发展，风力发电行业将继续保持快速增长。作为风力发电机组的核心部件，风机齿轮箱的市场需求也将持续增长。
竞争格局的变化
02
随着技术的不断进步和市场需求的增长，风机齿轮箱行业的竞争格局将发生变化。具备技术创新能力和规模优势的企业将在竞争中占据优势地位。
定期向箱体内注入润滑油，保证齿轮和轴承的正常运转。
润滑油注入装置
03
CHAPTER
风机齿轮箱的维护与保养
检查风机齿轮箱的外观，确保没有异常的噪音、振动或泄漏。
每日检查
油位检查
清洁与紧固
确保油位在正常范围内，不足时及时补充。
定期清洁风机齿轮箱表面，并检查紧固件是否松动。
03
02
01
根据设备要求，定期更换润滑油。

一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类： 按载荷方向：向心轴承、推力轴承 按滚动体形态：球轴承 滚子轴承：圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子 滚针
一、齿轮箱基本认识 3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 满圆柱滚子轴承； 圆柱滚子轴承； 调心滚子轴承； 圆锥滚子轴承； 四点接触球轴承；
一、齿轮箱基本认识
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 3）单级行星（半直驱） 目前我公司有的型号： FLD1500F
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
4）两级行星 目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750 该结构常见于Renk系列， 重点在于齿圈输入，行星 轮轴通过轴承连接到箱体 上，该结构的好处就是行 星齿轮上轴承外圈与箱体 连接，改进了轴承工作环 境，增加了轴承的使用寿 命；但不足是该结构加工 精度和装配要求高
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 圆柱滚子轴承：
圆柱滚子与滚道为线接触轴承 。负荷能力大，主要承受径向 负荷。滚动体与套圈挡边摩擦 小，适于高速旋转。根据套圈 有无挡边，可以分有NU、NJ 、NUP、N、NF等单列轴承， 及NNU、NN等双列轴承。该 轴承是内圈、外圈可分离的结 构。内圈或外圈无挡边的圆柱 滚子轴承，其内圈和外圈可以 向轴向作相对移动，所以可以 作为自由端轴承使用。在内圈 和外圈的某一侧有双挡边，另 一侧的套圈有单个挡边的圆柱 滚子轴承，可以承受一定程度 的一个方向轴向负荷
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮失效的主要形式： 3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质

21
轴承 3、单列满装圆柱滚子轴承NCF 满装圆柱滚子轴承由于没有保持架，可以容纳更多的滚子，因此适用于承受极 重的径向负荷。但其允许的运行转速却远低于带保持架的圆柱滚子轴承，因此 不适用转速较高的地方。这里主要介绍的是NCF系列轴承。 NCF型轴承的内圈带两个挡边，外圈带一个挡边，因此可承受一个方向的轴向负 荷和作一个方向的轴向定位。外圈无挡边的一侧装有一个卡环，可以防止滚子 溜出。这种结构允许轴与轴承座之间有一定的轴向位移。 NCF型轴承的外圈、滚子以及内圈可以在特殊拆卸后分离。
9
紧凑型齿轮箱
半直驱齿轮箱的一个发展趋势，这种半直驱齿轮箱与电机设计成一体，以降低 齿轮箱重量，但对于齿轮箱的设计要求提高。
2019/4/17 10
齿轮箱与主轴联接方式
收缩盘联接 一般用于3MW以下机型 无法满足更大功率机型的需求
2019/4/17
法兰联接 可用于更大功率机型
11
齿轮箱与电机联接方式
齿轮箱与电机联接方式： 1、键联接 2、收缩盘联接
齿轮箱固定方式： 1、弹性支持轴联接 2、方块联接
2019/4/17
4
行星轮系介绍
行星轮系是只具有一个自由度的轮系，一个原动件即可确定执行件的运动。原动件通常为中心 轮（风电齿轮箱中一般指太阳轮）或者系杆（风电齿轮箱中一般指行星架），即与行星轮直接 接触的中心轮或系杆作为原动件带动行星齿轮，一方面行星轮绕着自身的轴线自转，另一方面 行星轮又随着系杆（行星架）绕一固定轴线回转。 行星轮系和差动轮系统称为周转轮系 [一个周转轮系由三类构件组成：一个系杆（行星架）、 一个或几个行星轮（目前主要为三个行星轮，部分载荷大的为四个行星轮，带柔性销的可具有 更多的行星轮）、一个或几个与行星轮相啮合的中心轮（目前主要为两个，一个太阳轮，一个 齿圈）] 行星轮系中，两个中心轮有一个固定（目前常见的为齿圈固定）；差动轮系中，两个中心轮都 可以动。目前国内外常见的风电齿轮箱主要为行星轮系结构，但也有部分厂家选用的为差动轮 系。因此本文主要介绍的是行星轮系结构。 行星轮系相对平行轴系的优点：结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、噪音小等； 行星轮系相对平行轴系的缺点：结构复杂、加工要求高、装配要求高等。

• 上表中列举了齿轮箱中各类零件损坏的百分比。由表可见，在齿轮箱中齿轮本身 的故障所占比重大，为60%。说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质 量及其运行维护水平是关键问题。齿轮在机械加工中是一种高度复杂的成形零件， 而在高速、重载下运行的齿轮，其工作条件又相对比其他零部件恶劣。
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齿轮的故障特征预估障间的关系
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四、风电齿轮箱的使用、维护和检查
• 以1500KW齿轮箱为例说明： 1 、运行前的检查： • 1.1安装完后，所有多余材料、工具、安装用的工装设备都应拿
走。 • 1.2连接螺栓是否拧紧。 • 1.3齿轮箱壳体的连接螺栓是否拧紧。 • 1.4手动盘车有无阻滞现象。 • 1.5油量是否达到油标刻度。从减速箱的通气帽处加入规定的清
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表（一） 螺栓的拧紧力矩
螺栓
用扭力扳手的力矩 N.m
大小
8.8 级
10.9 级
M8
21
30.4
M10
42.1
60.8
M12
73.5
104.9
M14
114.7
166.6
M16
176.4
254.8
M18
250.8
356.7
M20
357.7
509.6
M22
480.2
676.2
M24
617
10927
9310
13279
11466
16317
13818
19698
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12.9 级 34.3 68.6 119.6 189.1 289.1 401.8 568.4 774.2 980 1460 1970 3440 5508 8330 10682 13328 16219 19894 24010

表（一） 螺栓的拧紧力矩
螺栓
用扭力扳手的力矩 N.m
大小
8.8 级
10.9 级
M8
21
30.4
M10
42.1
60.8
M12
73.5
104.9
M14
114.7
166.6
M16
176.4
254.8
M18
250.8
356.7
M20
357.7
509.6
M22
480.2
676.2
M24
617
872.2
M27
902
1284
M30
1215
1735
M36
2127
3018
M42
3391
4831
M48
5145
7321
M52
6615
9408
M56
8232
11760
M60
9996
14308
M64
12348
17542
M68
14896
21168
12.9 级 36.3 74.5 128.4 203.8 310.7 431.2 617.4 833 1058 1568 2127 3695 5929 8918 11466 14308 17444 21364 25872
4.4 齿轮箱
• 在维护齿轮箱之前,必须使风机安全停机,并 确保不会因为误操作而启动确保刹车可靠 和风轮锁紧.
4.4.1 检查齿轮箱是否有异常噪音 • 运行时是否有异常的噪音. 4.4.2 检查油位 • 从油标检查齿轮箱的油位. 4.4.3 检查齿轮箱是否有泄漏
• 检查所有的凹槽、迷宫环和泄漏油液的流 迹.

案例三
预防性维护措施
实施过程
某风电场采取了一系列预防性维护措施， 包括定期检查、油样分析、振动监测等。
制定详细的维护计划，配备专业的维护人 员和设备，严格按照计划执行维护工作。
效果评估
改进建议
通过对比实施预防性维护前后的数据，发 现齿轮箱的故障率明显降低，风机的可利 用率得到提高。
根据效果评估结果，进一步完善预防性维 护措施，加强与生产厂家的合作与交流， 提升风电场运营效益。
油路堵塞及处理方法
总结词
油路堵塞会导致风电齿轮箱润滑不良，加剧齿轮和轴承的磨损。
详细描述
油路堵塞的原因可能是油中杂质过多、滤清器堵塞或管道不畅。处理方法包括定 期清洗油箱，清理油中杂质；检查并更换滤清器，保持油路畅通；检查管道连接 是否紧固，防止松动和漏油；加强油品质量管理，选用质量可靠的油品。
温度过高及处理方法
风电齿轮箱日常维护 及故障处理
目录
• 风电齿轮箱概述 • 风电齿轮箱日常维护 • 风电齿轮箱常见故障及处理 • 风电齿轮箱故障预防措施 • 风电齿轮箱维护与故障处理的案例分析
01
风电齿轮箱概述
风电齿轮箱的定义与作用
定义
风电齿轮箱是风力发电机组中的重要 组成部分，主要承担着将风能转化为 机械能，进而转化为电能的职责。
03
对齿轮和轴承等关键部位进行定期检查和保 养，确保其正常运转。
04
对齿轮箱进行定期全面检查，对发现的问题 及时处理，防止故障扩大。
03
风电齿轮箱常见故障及处 理
齿轮磨损及处理方法
总结词
齿轮磨损是风电齿轮箱常见的故障之一，会导致传动效率降低和设备损坏。
详细描述
齿轮磨损主要是由于润滑不良、异物进入或长时间使用磨损所致。处理方法包括定期检查润滑系统，确保油位、 油质正常；加强设备密封，防止异物进入；及时更换磨损严重的齿轮，采用合适的材料和热处理工艺提高齿轮强 度和耐磨性。

3.1.4 润滑与冷却系统的工作过程
齿轮油温度范围-15ºC至 45ºC之间状态一：
刚开机油温较低的时候
齿轮油的温度较低，所 以齿轮油的黏度大，造成系 统内压力升高。如果此时系 统内压力高于10bar，那么 齿轮油通过溢流阀（安全阀） 直接流回齿轮箱，加速齿轮 油的循环，使油温迅速升高， 降低系统的压力。此时的回 路如左图红线所示。
齿轮箱
低转速 叶轮
将低转速的动能转化 为高转速的动能
齿轮箱
需要高转速 发电机
1. SL1500风电机组齿轮箱的概况 2. SL1500风电机组齿轮箱的结构原理 3. SL1500风电机组齿轮箱的附件
一. 齿轮箱的概况
1. 安装于主机架内 2. 位于机舱中部偏叶轮部分 3. 齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2 后端通过联轴器 与发电机相连
4. 轮系中均匀分布的几个行星轮共同承受载荷，行星轮公 转产生的离心惯性力与齿廓啮合处的径向力相平衡，使 受力状况较好，效率较高。
5. 传动比的合理分配。SL1500风机各级传动比在3--5之间。
2.4.1 齿轮箱齿面点蚀
轮齿受力后，齿面接触处将产生循环变化的接触应力， 在接触应力反复作用下，轮齿表层或次表层出现不规则的 细线状疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果，使齿面金属脱落 而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀，简称为点蚀。
压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。
溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用 和安全保护作用。泵单元中 3bar/10bar/0.2bar溢流阀，分别是在压 力大于3bar和10bar的时候打开。0.2bar溢流阀防止回流。

• 齿轮箱的结构原理图见上图。结构上采用行星— 齿轮箱的结构原理图见上图。结构上采用行星 平行轴混合传动的紧凑结构；低速级转速低， 平行轴混合传动的紧凑结构；低速级转速低，扭 矩大，采用行星传动， 矩大，采用行星传动，且主要以太阳轮浮动均载 为主。第二级、第三级扭矩小得多， 为主。第二级、第三级扭矩小得多，采用斜齿传 能有效的保证叶尖高压油通道。 动，能有效的保证叶尖高压油通道。其具体原理 为：首先，通过风带动叶片转动，叶片把转速传 首先，通过风带动叶片转动， 到输入轴（ ） 通过输入轴（ ） 到输入轴（1）上。通过输入轴（1）上的花键把 力矩传到行星架（ ） 行星架通过内齿圈（ ） 力矩传到行星架（2）上，行星架通过内齿圈（3） 行星轮（ ）和太阳轮（ ） 行星轮（4）和太阳轮（5）组成的行星传动传到 太阳轮（ ） 太阳轮（ ） 太阳轮（5）上，太阳轮（5）通过另一端的花键 把力矩传到大齿轮（ ） 大齿轮（ ） 把力矩传到大齿轮（6）上，大齿轮（6）通过齿 轮传动把力矩传到齿轮轴（ ） 齿轮轴（ ） 轮传动把力矩传到齿轮轴（7）上，齿轮轴（7） 通过轴上的大齿轮把力矩传到输出轴（ ） 通过轴上的大齿轮把力矩传到输出轴（8）上。输 出轴（ ） 出轴（8）通过输出轴轴伸端把力矩和转速传到发 电机上，供发电机发电。 电机上，供发电机发电。
一、风电齿轮箱的传动结构类型与工作原理
6 4 .5
600KW齿轮箱 齿轮箱1 齿轮箱
600KW齿轮箱 齿轮箱2 齿轮箱
800KW齿轮箱 齿轮箱1 齿轮箱
800KW齿轮箱 齿轮箱2 齿轮箱
1000KW齿轮箱 齿轮箱
z 6 1Xm4
1500KW齿轮箱 齿轮箱
齿轮箱工作原理（ 齿轮箱为例） 齿轮箱工作原理（以600KW齿轮箱为例） 齿轮箱为例

1.5MW齿轮箱的材料与制造工艺
01 材料
主要材料包括优质合金钢、不锈钢和铜等，根据 不同部位和功能选择合适的材料。
02 制造工艺
采用精密铸造、锻造、切削加工、热处理等工艺， 确保齿轮箱的制造精度和性能。
03 质量控制
制造过程中需进行严格的质量控制，确保每个环 节的工艺质量和产品的一致性。
1.5MW齿轮箱的性能参数与标准
海拔高度
考虑到海拔高度对空气密度和压力的影响，应选择适合高海拔地区 使用的齿轮箱型号。
风沙和盐雾环境
对于风沙和盐雾环境下的风场，应选择具有防沙和防盐雾功能的齿 轮箱型号，以确保其正常运转。
THANKS
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《风电场课件》 up1.5mw齿轮箱部
分
目录
• 齿轮箱概述 • 1.5MW齿轮箱详解 • 齿轮箱的维护与保养 • 齿轮箱的优化与改进 • 风电场中齿轮箱的选型与配置
01
齿轮箱概述
齿轮箱的定义与功能
定义
齿轮箱是一种将动力由输入轴传递到输出轴的机械设备， 通过多级齿轮的传动实现减速或增速的功能。
功能
每日检查油位、油温和油质，确保齿轮箱润滑正 01 常。
检查齿轮箱各部件是否有异常声音或振动，及时 02 发现并处理。
检查冷却系统是否正常工作，确保齿轮箱温度在 03 正常范围内。
定期保养与维修
01 定期更换润滑油，清洗油过滤器，保持油路畅通。
02 检查齿轮、轴承等关键部件的磨损情况，及时修 复或更换。
02
1.5MW齿轮箱详解
1.5MW齿轮箱的结构与设计
01 结构
1.5MW齿轮箱主要由输入轴、主齿轮、从齿轮、 轴承和箱体等部分组成。
02 设计理念