风机齿轮箱的结构.
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双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构主要由以下几个部分组成:
1. 大轴:即主轴,其上装有风机的叶片,风力通过叶片驱动主轴旋转。
2. 小轴:即发电机轴,与主轴通过齿轮传动相连接,将旋转的动力传递给发电机。
3. 中间轴:位于主轴和发电机轴之间,通过齿轮传动将风机的旋转速度和发电机的旋转速度进行匹配,以提高效率。
4. 齿轮:由多个齿轮组成的传动装置,可根据需要进行多级齿轮传动。
5. 润滑系统:用于齿轮箱的润滑和冷却,以确保齿轮运转平稳和寿命延长。
6. 安全装置:包括齿轮箱温度、压力、震动等传感器,以及相应的监控和报警系统,用于监测齿轮箱的运行状态,并在异常情况下及时采取措施。
双馈式风电齿轮箱结构相对复杂,但在风力发电行业中得到广泛应用。
其主要特点是能够根据风机转速的变化对发电机进行调速,提高发电效率;同时,由于齿轮传动系统的存在,使得双馈式风电齿轮箱具有较高的承载能力和较长的使用寿命。
风机齿轮箱工作原理
风机齿轮箱工作原理主要通过齿轮传动来实现风机的转速调节和能量变换。
风机齿轮箱通常由主轴、输入轴、输出轴和一系列齿轮组成。
当风力发电机启动时,风能通过风轮转动,风轮与主轴相连,主轴会带动输入轴一起旋转。
输入轴连接着一个或多个初始化齿轮,这些齿轮被称为主动轮。
主动轮的齿数会根据设计要求和所需的转矩传递率来确定。
当输入轴旋转时,主动轮上的齿轮也开始旋转,传递动力到齿轮箱中的动力轮。
动力轮一般位于输入轴之后,与输入轴相连,并连接到输出轴。
动力轮上的齿轮被称为从动轮,其齿数和主动轮的齿数相互匹配,以实现所需的转速比。
通过齿轮传动的方式,输入轴的旋转速度被增大或减小,从而实现了风能转化为机械能的过程。
输出轴上的旋转速度和转矩会根据齿轮的传动比例而相应改变,最终将机械能输出给风力发电机的转子,驱动发电机产生电能。
齿轮箱还通常包括润滑系统以确保齿轮的正常运转,同时还有一些辅助设备如轴承、密封件等,以保证齿轮箱的稳定性和可靠性。
总之,风机齿轮箱通过齿轮传动实现了风能与机械能的转换,为风力发电系统提供了可靠的功率输出。
风机齿轮箱的结构和原理风机齿轮箱是一种常见的机械传动装置,广泛应用于风力发电、工业通风和空调系统等领域。
它的结构和原理决定了其在能量转换和传递中的重要作用。
一、结构风机齿轮箱通常由输入轴、输出轴、齿轮和轴承等组成。
输入轴通过连接装置与动力源相连,输出轴则将转动能量传递给风机或其他设备。
齿轮是风机齿轮箱的核心部件,通过齿轮的啮合传递转动力和扭矩。
轴承则支撑和定位齿轮和轴的运动。
二、原理风机齿轮箱的工作原理基于齿轮的啮合和传动。
当输入轴带动第一级齿轮旋转时,齿轮的齿与相邻齿轮的齿相互啮合,从而使相邻齿轮一同旋转。
这样,通过多级齿轮的传动,输入轴的转速和扭矩可以被放大或减小,并传递给输出轴。
风机齿轮箱的传动比决定了输入轴和输出轴的转速之间的关系。
传动比等于输出轴转速与输入轴转速的比值,可以通过齿轮的齿数比来确定。
例如,如果一个齿轮有20个齿,而另一个齿轮有40个齿,那么传动比就是2:1,即输出轴的转速是输入轴的两倍。
风机齿轮箱的设计考虑了多个因素,如扭矩传递、转速范围、噪音和效率等。
为了提高传动效率和减少噪音,齿轮通常采用精密加工和润滑。
此外,轴承的选择和布局也对齿轮箱的性能和寿命有重要影响。
在实际应用中,风机齿轮箱还可能配备其他附件,如冷却系统、油封和传感器等,以确保其正常运行和监测。
冷却系统可以降低齿轮箱的温度,提高其工作效率和寿命。
油封则用于防止润滑油泄漏,保持齿轮箱的润滑状态。
传感器可以监测齿轮箱的转速、温度和振动等参数,及时发现故障并采取相应措施。
风机齿轮箱的结构和原理使其成为能量转换和传递的重要装置。
通过合理的设计和制造,风机齿轮箱可以实现高效、可靠的传动,满足不同领域的需求。
浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法摘要:随着科技的不断发展,齿轮箱相关技术也在不断完善,混沌诊断识别法、油液分析法以及振动法等都是较为有效的故障诊断方式。
齿轮箱内部的诸多零部件,如轴承、齿轮、轴等,在齿轮运转的过程中都会以一定的频率振动,在这种情况下,点蚀就会出现在轴承上,或者由于一些其他因素,如磨损、高温等都会对轴承产生影响,不仅会造成轴承的过度消耗,还会抑制发电机组的运转。
故而,针对风力发电机组齿轮存在的故障展开分析与检测具有重要的现实意义。
关键词:风力发电机;齿轮箱;常见故障分析;检测前言:近些年来,我国风力发电范围不断增加,但是风电机组齿轮箱仍然存在一定的故障,影响了风电机组的正常运转。
为了有效降低风电机组的故障率,必须要做好风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断,并探索可行的防控举措,进而保障风力发电机组齿轮箱的正常运行。
1风力发电机组齿轮箱结构轴承、传动部件、箱体以及润滑系统是齿轮箱的主要结构组成。
对于传动部件而言,其中同样有较多组成部件:输入轴、中间轴、输出轴、内齿圈、行星轮、行星架等。
齿轮箱会根据不同的使用需求采用不同的动力传动方式,主要有三类,分别为行星齿轮传动、定轴齿轮传动以及二者结合的组合传动。
齿圈轴通过箱体的支撑可以为输出轴提供叶轮的转动力,所以箱体必须要有较高的强度才可以承受住来自设备内外的载荷。
2齿轮箱故障分析方法齿轮箱含有较多零部件,其故障原因通常较为复杂,这就对工作人员的水平提出了较高的要求,工作人员不仅要具备较高的技术能力,还要在故障排查工作中足够细心,对转轴弯曲、轴面磨损、点蚀、共振等加以分析。
在深入了解故障特征的过程中,故障分析标准也是不可或缺的内容,工作人员应当根据相关标准采用合适的方法,最大程度地将振动过程中的数据收集起来,并且要对其中的重要参数如时域峰值、平均振动能量进行分析,这样才可以精确找到齿轮箱的故障问题所在。
频谱分析方法,实际上就是要求工作人员在齿轮箱振动过程中准确检测齿轮的外环固有频率、加速度信号以及啮合频率,通过这些参数来确定齿轮箱的问题。
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法摘要第一章绪论1.1论文的目的和意义1.2风力发电的现状1.3风力发电齿轮箱的研究现状第二章齿轮箱结构2.1风力发电机的整体结构2.2齿轮箱的结构及其传动方案第三章风力发电机组齿轮箱故障类型3.1齿轮箱的主要故障类型3.2风力发电机组齿轮箱振动故障分析3.3风力发电机组传动齿轮油温故障分析第四章风力发电的发展存在问题和主要趋势4.1我国风电齿轮箱设计生产存在问题4.2风电发展的主要趋势致谢参考文献中文摘要摘要: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。
本文以兆瓦级风力发电机齿轮箱为对象,通过方案选取,齿轮参数确定等对其配套的齿轮箱进行阐述。
首先,介绍全球风力发电产业高速发展和国内外风电设备制造业概况,阐述我国风力发电齿轮箱的现状及齿轮箱的研究。
其次,确定齿轮箱的机械结构。
选取两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。
然后,论述了风力发电机组齿轮箱故障诊断的主要类型,深入探究风电机组齿轮箱振动故障机理,研究了油温高的故障机理,分析了传动齿轮温度场和热变形的情况。
最后,阐述我国风力发电存在的主要问题和发展前景。
关键词:风电齿轮箱;结构;故障类型;存在问题ABSTRACT第一章绪论1.1 论文的目的、意义面对当前不可再生能源短缺的境况,许多国家都发展清洁能源,主要有风能、太阳能等,但规模最大的是风力发电。
现在风力发电技术已日趋成熟,市场正逐步扩大,风力发电已成为增长最快的可再生能源之一,并具备了与常规能源竞争的能力。
企业生产实际教学案例:
风力发电机组主齿轮箱
案例说明
一相关岗位名称●风电机组装配工人
●风力风电机组安装工艺工程师●风力发电机组运行检修工程师
二相关职业技能●掌握齿轮箱的基本结构和变速原理●掌握行星级和平行级的特点
三案例背景介绍
本案例采取图文并茂的形式介绍了风力发电机组主
齿轮箱的内部结构,着重介绍了行星级的结构,并辅以动
画的形式,轻松攻克讲解中的难点,让学员愉快轻松的掌
握单纯用语言难以描述的实际工业结构。
案例陈述
齿轮箱是风力发电机的重要组成部分,在风力发电机中应用着多个齿轮箱,主要有风力机增速齿轮箱,偏航驱动电机齿轮箱,变桨驱动电机齿轮箱三种。
由于风力机风轮转速较低,小型风力机转速每分钟最多几百转,大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转。
而普通发电机转速高,二极三相交流发电机转速约每分钟3000转,四极三相交流发电机转速约每分钟1500转,六极三相交流发电机转速约每分钟1000转,这么大的转速差别,风轮只有通过齿轮箱增速才能使发电机以额定转速旋转,增速比一般为几十倍至一百多倍。
目前大多数风力机采用齿轮箱增速,齿轮箱是风力发电机主轴传动中的主要部件,通常在风力发电机中指的齿轮箱就是主轴增速齿轮箱。
齿轮变速主要有两种形式,一种是圆柱齿轮变速,一种是行星齿轮变速。
行星齿轮变速具有增速比大、承载能力高、体积小,重量轻、输入输出轴在同
一轴线上,非常适合风力发电机增速使用,本课件介绍行星齿轮变速的原理与结构。
图1--行星齿轮系
图1是一个行星齿轮机构示意图,机构由行星轮、齿圈、太阳轮、行星架组成,太阳轮与齿圈共一轴线,3个行星轮的轴固定在行星架上,行星架的轴线与太阳轴线轮重合。
行星齿轮可绕自己的轴线转,又可随着行星架一起绕行星架轴线旋转,行星齿轮即既有自转又有公转。
通过固定行星架、齿圈、太阳轮之中的任一个,就可得到不同的传动变比,本课件介绍最常用的一种,即固定齿圈的结构。
下面通过5张图片介绍一个单级行星齿轮箱模型的结构与组成,每张图片有两张图从两个角度分别显示部件的结构与组成。
图2是行星架的结构图,行星架呈盘状,盘上固定3个轴,按120度分布,相互平行。
行星架的转轴安装在轴承内,转轴另一端是低速轴法兰,连接风轮主轴。
图2--行星架
3个行星齿轮安装到行星架的3个行星齿轮轴上,见图3,每个行星齿轮可绕自己的轴自由旋转。
把行星架通过轴承安装到行星齿轮箱前端盖(行星齿轮机座)内,并在前端盖内圈安装齿圈,齿圈有内齿,能与行星齿轮很好的啮合,当行星架转动时,行星齿轮沿齿圈内圆齿滚动。
见图4,图中端盖被剖去1/4。
图3--行星齿轮
图4--行星齿轮与齿圈
太阳轮的轴是高速端输出轴,把太阳轮放入行星齿轮中间,太阳轮的齿可与所有行星齿轮的齿很好的啮合,见图5。
图5--行星齿轮机构
把后端盖与前端盖合拢安装,在后端盖中间有轴承,用来安装太阳轮轴(高
速输出轴)。
一个单级行星齿轮箱模型组装完毕,见图6。
图6--行星齿轮箱
这种结构的行星齿轮系的变比I为:
本例行星齿轮箱的变比是4,当低速轴转动1周时,高速轴转动4周。
由于齿轮结构限制,这种传动方式的单级行星齿轮变比在8以下较合适。
下面请观看单级行星齿轮运转动画,为清晰演示运行状态把不同零件用不同颜色表示。
左面是行星齿轮箱的运转动画;右面是行星齿轮系的运转动画,两动画同步运转。
右边动画中黄橙色长箭头是行星架的转动指针,浅紫色色短箭头是太阳轮的转动指针,2个指针更清楚的演示了齿轮系的运行与变比。
注:由于浏览器动画播放帧频远低于动画原频,会出现太阳轮反转假象,把动画下载用电脑上其他动画播放器播放能还原真实状态。
单级行星齿轮运转动画.flv
单级行星齿轮增速箱多用在半直驱风力发电机组中。
对于多数风力发电机
采用高变比的齿轮增速箱,图7是从网上转载的齿轮箱内部结构图,第一级行星齿轮机构的输出连接第二级行星齿轮机构的行星架,第二级行星齿轮机构的输出采用一个大直径齿轮带动小齿轮继续增速,齿轮采用斜齿使传动更平稳。
适当的设计可得到百倍以上的变比,但过高的增速比会使传动效率下降。
图7--多级齿轮增速机构
风力发电机齿轮箱的中心转轴都是管状空心的,一根通管一头联接低速轴,另一头通到齿轮箱另一面外端,是变桨机构的机械驱动装置或电力线路、信号线路、油管等的通道。
图8是两张从网络上下载的风力发电机齿轮箱照片。
图8--风力发电机齿轮箱。