風(fēng)機(jī)對(duì)進(jìn)口脹緊套的作用
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件,其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低,遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速,必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實(shí)現(xiàn),故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求,有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動(dòng)軸(俗稱大軸)與齒輪箱合為一體,也有將大軸與齒輪箱分別布置,其間利用進(jìn)口脹緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力,常常在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置,配合葉尖制動(dòng)(定漿距風(fēng)輪)或變漿距制動(dòng)裝置共同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)。
由于機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風(fēng)口處,受無規(guī)律的變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用以及強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊,常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響,加之所處自然環(huán)境交通不便,齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi),一旦出現(xiàn)故障,修復(fù)非常困難,故對(duì)其可靠性和使用壽命都提出了比一般機(jī)械高得多的要求。例如對(duì)構(gòu)件材料的要求,除了常規(guī)狀態(tài)下機(jī)械性能外,還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性;應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作,防止振動(dòng)和沖擊;保證充分的潤(rùn)滑條件,等等。對(duì)冬夏溫差巨大的地區(qū),要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn),對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行遙控。
不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有不一樣的要求,齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見。
如前所述,風(fēng)力發(fā)電受自然條件的影響,一些特殊氣象狀況的出現(xiàn),皆可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障,而狹小的機(jī)艙不可能像在地面那樣具有牢固的機(jī)座基礎(chǔ),整個(gè)傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素總是集中反映在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)上,大量的實(shí)踐證明,這個(gè)環(huán)節(jié)常常是機(jī)組中的齒輪箱。因此,加強(qiáng)對(duì)齒輪箱的研究,重視對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的工作顯得尤為重要。
第二節(jié)
設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)必須保證在滿足可靠性和預(yù)期壽命的前提下,使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且重量最輕。通常應(yīng)采用CAD優(yōu)化設(shè)計(jì),排定最佳傳動(dòng)方案,選用合理的設(shè)計(jì)參數(shù),選擇穩(wěn)定可靠的構(gòu)件和具有良好力學(xué)特性以及在環(huán)境極端溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料,等等。
一、
設(shè)計(jì)載荷
齒輪箱作為傳遞動(dòng)力的部件,在運(yùn)行期間同時(shí)承受動(dòng)、靜載荷。其動(dòng)載荷部分取決于風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)的特性和傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器的質(zhì)量、剛度、阻尼值以及發(fā)電機(jī)的外部工作條件。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷譜是齒輪箱設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。載荷譜可通過實(shí)測(cè)得到,也可以按照JB/T10300標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定。當(dāng)按照實(shí)測(cè)載荷譜計(jì)算時(shí),齒輪箱使用系數(shù)KA=1。當(dāng)無法得到載荷譜時(shí),對(duì)于三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組取KA=1.3。
二、設(shè)計(jì)要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速箱的設(shè)計(jì)參數(shù),除另有規(guī)定外,常常采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,即利用計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算,在滿足各種限制條件下求得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
(一)
效率
齒輪箱的效率可通過功率損失計(jì)算或在試驗(yàn)中實(shí)測(cè)得到。功率損失主要包括齒輪嚙合、軸承摩擦、潤(rùn)滑油飛濺和攪拌損失、風(fēng)阻損失、其它機(jī)件阻尼等。齒輪的效率在不同工況下是不一致的。
風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求齒輪箱的機(jī)械效率應(yīng)大于97%,是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)。
(二)
噪聲級(jí)
風(fēng)力發(fā)電增速箱的噪聲標(biāo)準(zhǔn)為85dB(A)左右。噪聲主要來自各傳動(dòng)件,故應(yīng)采取相應(yīng)降低噪聲的措施:
1. 適當(dāng)提高齒輪精度,進(jìn)行齒形修緣,增加嚙合重合度;
2. 提高軸和軸承的剛度;
3. 合理布置軸系和輪系傳動(dòng),避免