TOP29【毕业设计】风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法.doc文档免费在线阅读

在国家大力倡导下，风电事业蓬勃发展，风电场装机容量日益增多，风力发电规模也在扩大，风力发电将成为可再生能源发电不可缺少的部分。

风力发电机组齿轮箱的振动不可避免，剧烈的振动将引发齿轮偏心断裂等故障，则应采取必要的减振降噪措施，使噪声声压级符合要求，最常用的解决方法鱿是安装减振支撑。

目前大部分采用三点支撑系统单轴承结构，见案。

为了增加机组的制动能力，在齿轮箱的输出端设置刹车装置，配合变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

增速箱的设计应在已有工程实际的基础上，对其薄弱环节进行改进。

通过工程实际分析总结，风电齿轮箱实现，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与齿轮箱合为体，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联接的结构，本文选用后种方力发电机组中，齿轮箱是个重要的机械部件，其主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递到发电机并使其得到相应的转速。

通常风轮的转速较低，远达不到发电机发电要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来发电，同时将叶轮输入的根低的转速转变为满足发电机所需的转速。

齿轮箱的结构方案风机的结构形式主要有两种水平轴风机垂直轴风机。

目前市场上普遍应用的均为水平轴风力机。

本文也主要参考水平轴的结构形式。

在风箱驱动式两种。

目前，齿轮箱驱动型有定的成本优势，仍是固际上采用的主流结构型式。

齿轮箱驱动式风力发电机组的具体结构如图所示齿轮箱布置在叶轮和发电机之间，它将叶轮受风力作用旋转而产生的动力传递给发电机定运行的关键。

从目前的情况束看，风电齿轮箱市场可发展空叫广阔，齿轮箱驱动式风电机组仍是市场主流。

第二章齿轮箱结构风力发电机的整体结构图风力发电机整体结构图风力发电机组可分为无齿轮箱驱动的直联式和齿轮以风力发电机组，国内的几十家生产厂商绝大多数采用的部是引进国外的成熟技术。

由于传递的功率大，对兆瓦绒增速齿轮传动的可靠性和寿命要求非常高。

田而增速齿轮的设计成为风力发电机组的瓶颈，是整个风力发电机组稳的技术，关键就是因为我国的设计水平不高。

目前我国主要有家公司制造风电齿轮箱南京高精齿轮有限公司，重庆齿轮箱有限责任公司，杭州前进齿轮箱集团。

其中，前两家公司占据了将近市场份额。

对于现行主流的兆瓦级收国外成熟的技术，成功研发出了兆瓦级以下风力发电机。

十五期间在国家计划中重点提出容量更大的兆瓦绒风力发电机组的研究和开发课题。

但是最为世界上的风能人国，目前我团大型风力发电机组的开发主要是引进国外成熟主要原因，如图所示，约占风机故障总数的左右。

图风机故障类型由于我同商业化大型风力旋电产业起步较晚，技术上较欧美等风能技术发达国家存在报大差距。

我同在九五期间丌始走引进生产技术的路子，通过引进和吸齿轮箱的设计提供了可靠的依据。

国家标准和国际标准都对风电齿轮箱设计提出了具体的设计规范和要求。

尽管国际上齿轮箱设计技术已经比较成熟，但统计数据表明，齿轮箱出现故障仍然是风机故障的最电齿轮箱制造公司在产品开发过程中采用三维造型设计有限元分析动态设计等先进技术，并通过模拟和试验测试对设计方案进行验证。

此外，国外通过理论分析及试验测试对风电齿轮箱的运行性能进行了系统的研究，为风电对成熟，具有比较完善的设计理论和丰富的设计经验，而且商业化程度比较高，因此在国际风力发电领域中处于明显的优势和主导地位。

国外兆瓦级风电齿轮箱是随发电机组的开发而发展起来的，等风和使用寿命都提出了比般机械产品高得多的要求。

风电行业中发展最快，最有影响的国家主要有美国德国等欧美发达国家，在风电行业中处于统治地位。

欧美发达国家早已开发出单机容量达兆瓦级的风力发电机，并且技术相并正向高效高可靠性及大功率方向发展。

风力发电机组通常安装在高山荒野海滩海岛等野外风口处，经常承受无规律的变相变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，并且常年经受酷暑严寒和极端温差的作用，故对其可靠性。

风机增速齿轮箱是风力发电整机的配套产品，是风力发电机组中个重要的机械传动部件，它的重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，使其得到相应的转速进行发电，它的研究和开发是风电技术的核心，全国电力容量中的比重将超过，可以满足全国的电力需求。

风电齿轮箱的发展现状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中最重要的部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。

全国电力容量中的比重将超过，可以满足全国的电力需求。

风电齿轮箱的发展现状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中最重要的部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。

风机增速齿轮箱是风力发电整机的配套产品，是风力发电机组中个重要的机械传动部件，它的重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，使其得到相应的转速进行发电，它的研究和开发是风电技术的核心，并正向高效高可靠性及大功率方向发展。

风力发电机组通常安装在高山荒野海滩海岛等野外风口处，经常承受无规律的变相变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，并且常年经受酷暑严寒和极端温差的作用，故对其可靠性和使用寿命都提出了比般机械产品高得多的要求。

风电行业中发展最快，最有影响的国家主要有美国德国等欧美发达国家，在风电行业中处于统治地位。

欧美发达国家早已开发出单机容量达兆瓦级的风力发电机，并且技术相对成熟，具有比较完善的设计理论和丰富的设计经验，而且商业化程度比较高，因此在国际风力发电领域中处于明显的优势和主导地位。

国外兆瓦级风电齿轮箱是随发电机组的开发而发展起来的，等风电齿轮箱制造公司在产品开发过程中采用三维造型设计有限元分析动态设计等先进技术，并通过模拟和试验测试对设计方案进行验证。

此外，国外通过理论分析及试验测试对风电齿轮箱的运行性能进行了系统的研究，为风电齿轮箱的设计提供了可靠的依据。

国家标准和国际标准都对风电齿轮箱设计提出了具体的设计规范和要求。

尽管国际上齿轮箱设计技术已经比较成熟，但统计数据表明，齿轮箱出现故障仍然是风机故障的最主要原因，如图所示，约占风机故障总数的左右。

图风机故障类型由于我同商业化大型风力旋电产业起步较晚，技术上较欧美等风能技术发达国家存在报大差距。

我同在九五期间丌始走引进生产技术的路子，通过引进和吸收国外成熟的技术，成功研发出了兆瓦级以下风力发电机。

十五期间在国家计划中重点提出容量更大的兆瓦绒风力发电机组的研究和开发课题。

但是最为世界上的风能人国，目前我团大型风力发电机组的开发主要是引进国外成熟的技术，关键就是因为我国的设计水平不高。

目前我国主要有家公司制造风电齿轮箱南京高精齿轮有限公司，重庆齿轮箱有限责任公司，杭州前进齿轮箱集团。

其中，前两家公司占据了将近市场份额。

对于现行主流的兆瓦级以风力发电机组，国内的几十家生产厂商绝大多数采用的部是引进国外的成熟技术。

由于传递的功率大，对兆瓦绒增速齿轮传动的可靠性和寿命要求非常高。

田而增速齿轮的设计成为风力发电机组的瓶颈，是整个风力发电机组稳定运行的关键。

从目前的情况束看，风电齿轮箱市场可发展空叫广阔，齿轮箱驱动式风电机组仍是市场主流。

第二章齿轮箱结构风力发电机的整体结构图风力发电机整体结构图风力发电机组可分为无齿轮箱驱动的直联式和齿轮箱驱动式两种。

目前，齿轮箱驱动型有定的成本优势，仍是固际上采用的主流结构型式。

齿轮箱驱动式风力发电机组的具体结构如图所示齿轮箱布置在叶轮和发电机之间，它将叶轮受风力作用旋转而产生的动力传递给发电机发电，同时将叶轮输入的根低的转速转变为满足发电机所需的转速。

齿轮箱的结构方案风机的结构形式主要有两种水平轴风机垂直轴风机。

目前市场上普遍应用的均为水平轴风力机。

本文也主要参考水平轴的结构形式。

在风力发电机组中，齿轮箱是个重要的机械部件，其主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递到发电机并使其得到相应的转速。

通常风轮的转速较低，远达不到发电机发电要求的转速，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与齿轮箱合为体，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联接的结构，本文选用后种方案。

为了增加机组的制动能力，在齿轮箱的输出端设置刹车装置，配合变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

增速箱的设计应在已有工程实际的基础上，对其薄弱环节进行改进。

通过工程实际分析总结，风电齿轮箱主要故障表现有齿轮箱油温过高齿面点蚀破坏。

齿轮箱油液温度过高般是因为风电机组长时间处于满发状态，润滑油因齿轮箱发热而温度上升超过设定值。

解决这问题需要考虑机舱以及齿轮箱的结构以及相关的风冷与油冷装置。

涉及的问题比较复杂，因素比较多，本文暂不做这方面的研究。

齿面点蚀是齿轮的操作条件超过金属材料所能承受的极限，带来金属表面疲劳而产生的。

点蚀的损耗取决于表面接触应力以及应力循环次数。

因此，需要对齿轮啮合过程中的齿面接触应力强度做出分析。

具体到齿轮箱其它部位诸如轴承轴等，因为很难用试验台来验证齿轮箱各部分的可靠性，综合考虑，本章主要计算出各级传动的齿轮参数以进行齿面的接触研究，不展开对齿轮箱各个方面进行详细的设计。

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