風(fēng)電機(jī)組齒輪箱保護(hù)方案

　　1 前言

　　長(zhǎng)期以來(lái)，齒輪箱技術(shù)在風(fēng)電機(jī)組開發(fā)過程中一直是主要的研究領(lǐng)域。在此過程中，齒輪箱開發(fā)呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)。最初，應(yīng)用于風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的齒輪箱是對(duì)原來(lái)工業(yè)齒輪箱向重量輕、體積小方向改進(jìn)。但是隨著損壞索賠數(shù)量的增多以及多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，齒輪箱的設(shè)計(jì)重新趨于保守，焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向安全系數(shù)。

　　開發(fā)過程中的一個(gè)重要步驟是要準(zhǔn)確分析實(shí)際作用于齒輪箱的載荷，并且增加載荷計(jì)算的精確度。作用于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱上典型的重要載荷包括這樣幾個(gè)方面一是源自轉(zhuǎn)子的載荷，這種載荷方向改變很快；二是由主機(jī)架和塔架構(gòu)成的齒輪箱軟支撐引起的載荷；三是由電網(wǎng)引起并通過發(fā)電機(jī)傳給齒輪箱的瞬時(shí)劇烈波動(dòng)載荷。如下理論已成為現(xiàn)代齒輪箱的研究基礎(chǔ)即除了調(diào)整齒輪箱設(shè)計(jì)，當(dāng)今設(shè)計(jì)亦考慮通過增加剛性措施來(lái)平衡確定的載荷，例如，采用加固結(jié)構(gòu)或高強(qiáng)度材料。然而，對(duì)齒輪箱零件采用更堅(jiān)固的新材料，以及改善齒輪箱內(nèi)的載荷傳輸，都只是改進(jìn)設(shè)計(jì)中的一小部分。一個(gè)關(guān)鍵問題仍然存在，就是齒輪箱設(shè)計(jì)者能否針對(duì)潛在載荷找出單獨(dú)應(yīng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組復(fù)雜載荷問題的解決方案。

　　2 齒輪箱和軸承保護(hù)的新方案

　　基于對(duì)不同載荷何時(shí)以及如何作用于風(fēng)電機(jī)組的全面深刻理解，當(dāng)今的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)師可以通過優(yōu)化整個(gè)傳動(dòng)鏈，最大限度地減小載荷對(duì)齒輪箱的影響。而且，僅通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以改善作用于齒輪箱上的載荷。

　　對(duì)于PowerWind 90 2.5MW風(fēng)電機(jī)組的開發(fā)，PowerWind的工程師就選擇了這種方法。工程師們站在風(fēng)電機(jī)組制造商的角度一直在考慮如何減少與風(fēng)電機(jī)組有關(guān)的載荷事件，即怎樣設(shè)計(jì)風(fēng)電機(jī)組才有利于預(yù)防或者減少相關(guān)的不良載荷。

　　基于最新的研究成果和在此領(lǐng)域多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，PowerWind工程師使用現(xiàn)代模擬方法，例如多體模擬和通過有限元對(duì)整個(gè)傳動(dòng)鏈進(jìn)行非線性計(jì)算，成功開發(fā)了一種新的齒輪箱和軸承保護(hù)方案。