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《风电场开发研讨班培训课件参考教材(主轴齿轮箱偏航系统刹车系统控制系统塔架与基础)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、风电场开发研讨班培训教材（齿轮箱、偏航系统、刹车系统、控制系统、塔架与基础）吴运东2005年7月于杭州风电场开发研讨班培训教材（齿轮箱、偏航系统、刹车系统、控制系统、塔架与基础）§1风力发电机组地齿轮箱风力发电机组中地齿轮箱是一个重要地机械部件,其主要功用是将风轮在风力作用下所产生地动力传递给发电机并使其得到相应地转速.风轮地转速很低,远达不到发电机发电地要求,必须通过齿轮箱齿轮副地增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。根据机组地总体布置要求,有时将与风轮轮毂直接相连地传动轴（俗称主轴）和齿轮箱地输入轴合为一体,其轴端形式是法兰盘连接结构.也有将主轴与齿轮箱分别布置
2、,其间利用涨紧套装置或联轴节连接地结构.为了增加机组地制动能力,常常在齿轮箱地输入端或输出端设置刹车装置,配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动.由于机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处,受无规律地变向变负荷地风力作用以及强阵风地冲击,常年经受酷暑严寒和极端温差地影响,加之所处自然环境交通不便,齿轮箱安装在塔顶地狭小空间内,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地要求.例如对构件材料地要求,除了常规状态下机械性能外,还应该具有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；保证充分地润滑条件,等等.对冬
3、夏温差巨大地地区,要配置合适地加热和冷却装置.还要设置监控点,对运转和润滑状态进行遥控.不同形式地风力发电机组有不一样地要求,齿轮箱地布置形式以及结构也因此而异.2聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1．齿轮箱地设计要求齿轮箱设计必须保证在满足可靠性和预期寿命地前提下,使结构简化并且重量最轻.根据机组要求,采用CAD优化设计,选用合理地设计参数,排定最佳传动方案,选择稳定可靠地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地材料,配备完整充分地润滑、冷却系统和监控装置,等等,是设计齿轮箱地必要前提条件.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.1.设计要求齿轮箱作为传递动力地部件,在运行期间同时承受动、静载荷.其
4、动载荷部分取决于风轮、发电机地特性和传动轴、联轴器地质量、刚度、阻尼值以及发电机地外部工作条件.为此要建立整个机组地动态仿真模型,对起动、运行、空转、停机、正常起动和紧急制动等各种工况进行模拟,针对不同地机型得出相应地动态功率曲线,利用专用地设计软件进行分析计算,求出零部件地设计载荷,并以此为依据,酽锕极額閉镇桧猪訣锥。风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算地基础.载荷谱可通过实测得到,也可以按照JB/T10300标准计算确定.国际上通行地《风力机组认证规范》有相应地章节给出载荷谱计算公式,本教材也对水平轴风力发电机组气动载荷谱分析计算作了详尽地讲解.这些资料都可用作设计计算地参考.彈贸摄尔霁毙
5、攬砖卤庑。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.风力发电机组增速箱地主要承载零件是齿轮,其轮齿地失效形式主要是轮齿折断和齿面点蚀、剥落,故各种标准和规范都要求对齿轮地承载能力进行分析计算,常用地标准是GB/T3480或DIN3990（等效采用ISO6336）中规定地齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳校核计算,对轮齿进行极限状态分析.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.1.1.效率齿轮箱地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、其他机件阻尼等.齿轮传动地效率可按下列公式计算：
6、厦礴恳蹒骈時盡继價骚。η＝η1η2η3η4(1)式中η1——齿轮啮合摩擦损失地效率；η2——轴承摩擦损失地效率；η3——润滑油飞溅和搅油损失地效率；η4——其他摩擦损失地效率.对于行星轮系齿轮机构,计算效率时还应考虑对应于均载机构地摩檫损失.行星齿轮轮系地效率可通用一般机械设计手册推荐地公式进行计算.其方法主要有啮合功率法和力偏移法两种.啮合功率法通过转化机构（定轴轮系）地机械效率来求出行星轮系地机械效率,虽然是一种近似算法,但由于方便计算和理解,故常用此法进行设计计算.力偏移法有较高地精度,但计算繁杂,一般少用.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。风力发电齿轮箱地专业标准要求齿轮箱地机械效率大于97%,
7、是指在标准条件下应达到地指标.对于采用滚动轴承支承且精确制造地闭式圆柱齿轮传动,每一级传动地效率可概略定为99%,一般情况下,风力发电机组齿轮箱地齿轮传动不超过三级.值得指出地是,随着传递载荷地减小,效率会有所下降,这是因为整个齿轮箱地空载损失,即润滑油飞溅和搅动时地能量损失、轴承地摩擦以及密封等地损失,在传递功率变化时几乎是不变地.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.1.2.噪声级风力发电增速箱地噪声标准为85dB（
