《風(fēng)電齒輪箱介紹》PPT課件.ppt

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1、中廣核橋六第二風(fēng)電場(chǎng) 2017年8月25日,風(fēng)電齒輪箱簡(jiǎn)介,,2020/8/19,3,風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖,雙饋式風(fēng)機(jī),永磁直驅(qū)式風(fēng)機(jī),2020/8/19,3,2020/8/19,4,齒輪箱結(jié)構(gòu)： 1、一級(jí)行星兩級(jí)平行級(jí) 2、兩級(jí)行星一級(jí)平行級(jí) 3、帶主軸齒輪箱 4、緊湊型齒輪箱（半直驅(qū)齒輪箱）,齒輪箱與主軸聯(lián)接方式： 1、收縮盤(pán)聯(lián)接 2、法蘭聯(lián)接,齒輪箱與電機(jī)聯(lián)接方式： 1、鍵聯(lián)接 2、收縮盤(pán)聯(lián)接,齒輪箱固定方式： 1、彈性支持軸聯(lián)接 2、方塊聯(lián)接,風(fēng)電主齒輪箱結(jié)構(gòu),2020/8/19,4,2020/8/19,5,行星輪系介紹,行星輪系是只具有一個(gè)自由度的輪系，一個(gè)原動(dòng)件即可確定執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)。原

2、動(dòng)件通常為中心輪（風(fēng)電齒輪箱中一般指太陽(yáng)輪）或者系桿（風(fēng)電齒輪箱中一般指行星架），即與行星輪直接接觸的中心輪或系桿作為原動(dòng)件帶動(dòng)行星齒輪，一方面行星輪繞著自身的軸線自轉(zhuǎn)，另一方面行星輪又隨著系桿（行星架）繞一固定軸線回轉(zhuǎn)。 行星輪系和差動(dòng)輪系統(tǒng)稱(chēng)為周轉(zhuǎn)輪系 一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系由三類(lèi)構(gòu)件組成：一個(gè)系桿（行星架）、一個(gè)或幾個(gè)行星輪（目前主要為三個(gè)行星輪，部分載荷大的為四個(gè)行星輪，帶柔性銷(xiāo)的可具有更多的行星輪）、一個(gè)或幾個(gè)與行星輪相嚙合的中心輪（目前主要為兩個(gè)，一個(gè)太陽(yáng)輪，一個(gè)齒圈） 行星輪系中，兩個(gè)中心輪有一個(gè)固定（目前常見(jiàn)的為齒圈固定）；差動(dòng)輪系中，兩個(gè)中心輪都可以動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的風(fēng)電齒輪箱主要為

3、行星輪系結(jié)構(gòu)，但也有部分廠家選用的為差動(dòng)輪系。因此本文主要介紹的是行星輪系結(jié)構(gòu)。 行星輪系相對(duì)平行軸系的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、噪音小等； 行星輪系相對(duì)平行軸系的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工要求高、裝配要求高等。,2020/8/19,5,2020/8/19,6,一級(jí)行星兩級(jí)平行結(jié)構(gòu),該種結(jié)構(gòu)主要用于2MW以及2MW以下功率的風(fēng)電齒輪箱，用一組平行級(jí)代替行星級(jí)，可靠性高，但體積與重量大,2020/8/19,6,2020/8/19,7,兩級(jí)行星一級(jí)平行結(jié)構(gòu),該種結(jié)構(gòu)主要用于2.5MW以上功率的齒輪箱，承載能力強(qiáng)，體積小，重量輕，直徑小但橫向長(zhǎng)。 部分2MW以下齒輪箱也采用了該種結(jié)構(gòu),2

4、020/8/19,7,2020/8/19,8,帶主軸齒輪箱,主軸安裝在齒輪箱內(nèi)部,2020/8/19,8,2020/8/19,9,緊湊型齒輪箱,通常也叫半直驅(qū)齒輪箱，半直驅(qū)是兼顧有直驅(qū)和雙饋風(fēng)電機(jī)的特點(diǎn)。與雙饋機(jī)型比，半直驅(qū)的齒輪箱的傳動(dòng)比低；與直驅(qū)機(jī)型比，半直驅(qū)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高。這個(gè)特點(diǎn)決定了半直驅(qū)一方面能夠提高齒輪箱的可靠性與使用壽命，同時(shí)相對(duì)直驅(qū)發(fā)電機(jī)而言，能夠兼顧對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，改善大功率直驅(qū)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造條件。,2020/8/19,9,2020/8/19,10,緊湊型齒輪箱,半直驅(qū)齒輪箱的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，這種半直驅(qū)齒輪箱與電機(jī)設(shè)計(jì)成一體，以降低齒輪箱重量，但對(duì)于齒輪箱的設(shè)計(jì)要求提高。

5、,2020/8/19,10,2020/8/19,11,齒輪箱與主軸聯(lián)接方式,收縮盤(pán)聯(lián)接 一般用于3MW以下機(jī)型 無(wú)法滿足更大功率機(jī)型的需求,法蘭聯(lián)接 可用于更大功率機(jī)型,2020/8/19,11,2020/8/19,12,齒輪箱與電機(jī)聯(lián)接方式,鍵聯(lián)接,收縮盤(pán)聯(lián)接,2020/8/19,12,2020/8/19,13,齒輪箱固定方式,彈性支撐軸聯(lián)接,方塊聯(lián)接,2020/8/19,13,2020/8/19,14,一般風(fēng)電齒輪箱銘牌包含以下信息： 1、型號(hào)------------齒輪箱型號(hào)； 2、功率------------額定狀態(tài)下齒輪箱的運(yùn)行功率，非風(fēng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）功率； 3、速比---------

6、---齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速的比值； 4、輸入轉(zhuǎn)速------額定狀態(tài)下齒輪箱行星架的輸入轉(zhuǎn)速（葉片轉(zhuǎn)速）； 5、輸出轉(zhuǎn)速------額定狀態(tài)下齒輪箱高速軸的輸出轉(zhuǎn)速（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速）； 6、重量-------------一般指齒輪箱出廠前的重量，不含潤(rùn)滑油，可能含收縮盤(pán)（如果發(fā)貨時(shí)不含收縮盤(pán)，顯示的重量則不含收縮盤(pán)）； 7、潤(rùn)滑油型號(hào)---推薦的潤(rùn)滑油牌號(hào)，只有設(shè)計(jì)認(rèn)可的潤(rùn)滑油才允許使用；同時(shí)，也是齒輪箱出廠前試驗(yàn)所用的潤(rùn)滑油牌號(hào)，更換其他允許的潤(rùn)滑油須經(jīng)過(guò)一系列清洗； 8、潤(rùn)滑油量------齒輪箱設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油量，能夠滿足齒輪箱正常運(yùn)行。 9、序列號(hào)----------齒輪箱唯一的編號(hào)，通

7、過(guò)編號(hào)可以查到齒輪箱制造過(guò)程的數(shù)據(jù)； 10、生產(chǎn)日期-----齒輪箱的制造日期,齒輪箱銘牌,2020/8/19,14,2020/8/19,15,2020/8/19,15,齒輪箱銘牌,2020/8/19,16,某1.5MW齒輪箱裝配圖,行星級(jí),中間級(jí),高速級(jí),,,,2020/8/19,16,2020/8/19,17,風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述,行星級(jí),2020/8/19,17,2020/8/19,18,風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述,中間級(jí),2020/8/19,18,2020/8/19,19,風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述,高速級(jí),2020/8/19,19,2020/8/19,20,風(fēng)電齒輪箱常用軸承類(lèi)型： 1、短

8、圓柱滾子軸承 NU 2、短圓柱滾子軸承NJ 3、單列滿裝圓柱滾子軸承NCF 4、雙列滿裝圓柱滾子軸承NNCF 5、圓錐滾子軸承 6、四點(diǎn)接觸球軸承 7、深溝球軸承 8、無(wú)外圈雙列滿裝圓柱滾子軸承 9、球面滾子軸承,軸承,2020/8/19,20,2020/8/19,21,1、短圓柱滾子軸承 NU 2、短圓柱滾子軸承NJ 單列圓柱滾子軸承的滾子與滾道為線接觸軸承，可以承受很重的徑向負(fù)荷。同時(shí)，擋變結(jié)合滾子的特殊設(shè)計(jì)和表面處理，能產(chǎn)生良好的潤(rùn)滑效果與減少摩擦，降低軸承的運(yùn)行溫度，因此適用于高速旋轉(zhuǎn)。 該系列軸承是內(nèi)圈和外圈可以分開(kāi)的軸承。 單列圓柱滾子軸承各種不同設(shè)計(jì)的軸承，主要區(qū)別在于擋邊的布置

9、。 NU型軸承在外圈的兩側(cè)帶擋邊，內(nèi)圈無(wú)擋邊?？稍试S軸相對(duì)于軸承座之間在兩個(gè)方向產(chǎn)生軸向位移。 NJ型軸承在外圈的兩側(cè)帶擋邊，內(nèi)圈的一側(cè)帶擋邊。因此可以在一個(gè)方向做軸向定位。同時(shí)，NJ型軸承還可以承受一個(gè)方向上一定程度的軸向負(fù)荷。,軸承,2020/8/19,21,2020/8/19,22,3、單列滿裝圓柱滾子軸承NCF 滿裝圓柱滾子軸承由于沒(méi)有保持架，可以容納更多的滾子，因此適用于承受極重的徑向負(fù)荷。但其允許的運(yùn)行轉(zhuǎn)速卻遠(yuǎn)低于帶保持架的圓柱滾子軸承，因此不適用轉(zhuǎn)速較高的地方。這里主要介紹的是NCF系列軸承。 NCF型軸承的內(nèi)圈帶兩個(gè)擋邊，外圈帶一個(gè)擋邊，因此可承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷和作一個(gè)方向

10、的軸向定位。外圈無(wú)擋邊的一側(cè)裝有一個(gè)卡環(huán)，可以防止?jié)L子溜出。這種結(jié)構(gòu)允許軸與軸承座之間有一定的軸向位移。 NCF型軸承的外圈、滾子以及內(nèi)圈可以在特殊拆卸后分離。 NCF型軸承除了能承受徑向載荷之外，還可承受一定的軸向載荷，其軸向負(fù)荷承載能力主要取決于滾子端面與擋邊的接觸面能承受多大的負(fù)荷。,軸承,2020/8/19,22,2020/8/19,23,4、雙列滿裝圓柱滾子軸承NNCF 雙列滿裝圓柱滾子軸承由于沒(méi)有保持架，可容納最多的滾子，因此適用于承受極重的徑向負(fù)荷，但其允許的運(yùn)行轉(zhuǎn)速卻遠(yuǎn)低于帶保持架的圓柱滾子軸承，一般用作承載極高的行星輪軸承。這里主要介紹的NNCF型軸承 NNCF型軸承的內(nèi)圈帶

11、三個(gè)擋邊，外圈帶一個(gè)擋邊，因此可承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷和作一個(gè)方向的軸向定位。外圈在擋邊的另一側(cè)裝有一個(gè)卡環(huán)，可以防止?jié)L子溜出。這種結(jié)構(gòu)允許軸與軸承座之間有一定的軸向位移。 NNCF型軸承的外圈、滾子以及內(nèi)圈可以在特殊拆卸后分離。,軸承,2020/8/19,23,2020/8/19,24,5、圓錐滾子軸承 圓錐滾子軸承內(nèi)外圈的滾道和滾子均為錐形，能夠承受聯(lián)合負(fù)荷（同時(shí)作用的徑向和軸向負(fù)荷）。軸承的軸向負(fù)荷承受能力取決于接觸角a的大小，接觸角越大，軸向負(fù)載能力越高。 圓錐滾子軸承室分離式的設(shè)計(jì)，即內(nèi)圈、滾子-保持架合成一個(gè)獨(dú)立的組件，與外圈可以分別獨(dú)立的安裝。 在應(yīng)用單列圓錐滾子軸承的軸承配置中

12、，必須考慮這類(lèi)軸承的特殊性，其必須與另一個(gè)圓錐軸承配對(duì)才可以使用，或以配組軸承方式。,軸承,2020/8/19,24,2020/8/19,25,5、圓錐滾子軸承 在軸承配置中，如果單個(gè)圓錐滾子軸承的負(fù)載能力不足，或軸需要作兩個(gè)方向的軸向定位，可以應(yīng)用雙列配對(duì)軸承。配對(duì)方式包括面對(duì)面、背對(duì)背以及串聯(lián)。目前在風(fēng)電齒輪箱上最常用的方式為面對(duì)面配置。 面對(duì)面配置：面對(duì)面配置的配對(duì)軸承中，在兩個(gè)外圈之間有一個(gè)隔圈，制造過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。面對(duì)面配置中，軸承組可以承受作用在兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷，但每個(gè)軸承僅能承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷。,軸承,2020/8/19,25,面對(duì)面,面對(duì)面,串聯(lián),2020/8/19,26,

13、6、四點(diǎn)接觸球軸承 四點(diǎn)接觸球軸承室徑向單列角接觸球軸承，特殊設(shè)計(jì)的滾道使其能承受作用在兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷。雖然這種型號(hào)的軸承能承受某個(gè)一定的徑向負(fù)荷，但目前在風(fēng)電齒輪箱上主要用于承受軸向負(fù)荷。 QJ系列四點(diǎn)接觸球軸承的內(nèi)圈為剖分的，剖分的內(nèi)圈使軸承能裝進(jìn)更多的鋼球，因此有很高的負(fù)載能力。軸承是分離型的設(shè)計(jì)，外圈連鋼球-保持架組件為一個(gè)整體，和兩剖分的內(nèi)圈可以分別獨(dú)立安裝。 在風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)中，QJ系列四點(diǎn)接觸球軸承是與另一個(gè)徑向軸承共同使用，QJ軸承只純粹作為推力軸承，外圈安裝在軸承座上留有一定的間隙。為防止外圈在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)，可選擇外圈帶兩個(gè)互成180度的定位槽的軸承。,軸承,2020/

14、8/19,26,2020/8/19,27,7、深溝球軸承 單列深溝球軸承的應(yīng)用范圍非常廣，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、不可分離（整個(gè)軸承為一體），適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并且非常耐用，無(wú)需經(jīng)常維護(hù)。深溝形的滾道加上滾道與鋼球之間有極好的密合度，使得深溝球軸承即使在高轉(zhuǎn)速條件下除了承受徑向負(fù)荷外，還可以承受雙向的軸向負(fù)荷。 目前深溝球軸承一般用于承載極小的管軸軸承。,軸承,2020/8/19,27,2020/8/19,28,8、無(wú)外圈雙列滿裝圓柱滾子軸承 目前在3MW及3MW以上功率的機(jī)型中使用。顧名思義，無(wú)外圈軸承只有內(nèi)圈以及滾動(dòng)體，沒(méi)有外圈，無(wú)外圈軸承安裝在行星輪內(nèi)，以行星輪內(nèi)孔作為軸承的外圈。 與有

15、外圈的行星輪軸承比較，在同等尺寸下，無(wú)外圈軸承的滾子更多，承載能力更大，適用于大MW級(jí)（3MW及其以上）的齒輪箱。缺點(diǎn)是對(duì)行星輪材料、熱處理以及加工的要求比較高。,軸承,2020/8/19,28,2020/8/19,29,9、球面滾子軸承 球面滾子軸承有兩列滾子，外圈有一共用的球面滾道，內(nèi)圈有兩個(gè)滾道，與軸承的垂直軸線成某一角度。這種軸承結(jié)合了多種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在許多高要求的應(yīng)用中，還沒(méi)有其他軸承可以完全替代。球面滾子軸承能自動(dòng)調(diào)心，因此可以承受較大的對(duì)準(zhǔn)誤差，如軸與軸承座之間的角度誤差或軸的撓曲。 球面滾子軸承除了有很高的徑向負(fù)荷承載能力之外，還可以承受作用在兩個(gè)方向的重軸向負(fù)荷。 球面滾子軸

16、承帶有潤(rùn)滑孔和潤(rùn)滑槽，能更方便和簡(jiǎn)易地進(jìn)行潤(rùn)滑。,軸承,2020/8/19,29,2020/8/19,30,軸承,軸承游隙： 1、游隙的概念：軸承的游隙是指一個(gè)軸承套圈相對(duì)于另一個(gè)軸承套圈在徑向或軸向可移動(dòng)的距離，故游隙又分為徑向游隙和軸向游隙。 2、游隙的作用：軸承在運(yùn)行時(shí)，游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，會(huì)造成同時(shí)承受載荷的滾子數(shù)量減少，單個(gè)滾子的載荷增大，從而降低軸承的旋轉(zhuǎn)精度，降低軸承的使用壽命；游隙太小，會(huì)使?jié)L子的摩擦力增大，產(chǎn)生的熱量增大，加劇磨損，同樣降低軸承的使用壽命，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致卡死。,2020/8/19,30,2020/8/19,31,軸承,3、徑向游隙：分為安裝前

17、游隙、安裝后游隙、工作游隙。安裝前游隙是指軸承廠將軸承制造完成后的游隙，屬于初始游隙（該游隙是在設(shè)計(jì)階段軸承選型的時(shí)候確定的，對(duì)于有特殊游隙要求的軸承，在維修的時(shí)候也須更換相應(yīng)游隙的軸承）；安裝后的游隙是指軸承安裝在軸上以及軸承孔內(nèi)后的游隙（該游隙受軸承安裝前游隙、軸承與軸頸的配合以及軸承與軸承孔的配合的影響）；工作游隙是指軸承處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的游隙（在確定安裝后游隙的前提下，影響該游隙的主要因素有軸承的載荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油溫等）。 一般情況下，安裝前游隙安裝后游隙工作游隙。由于徑向游隙主要是在設(shè)計(jì)階段就已確定（除加工錯(cuò)誤外），在軸承裝配的時(shí)候不需要對(duì)這類(lèi)軸承進(jìn)行游隙調(diào)整。 4、軸向游隙：目前

18、主要針對(duì)圓錐滾子軸承（配對(duì)），配對(duì)的圓錐滾子軸承在安裝在軸上以及軸承孔內(nèi)后，須通過(guò)吊裝整個(gè)軸系來(lái)測(cè)量配對(duì)軸承的軸向游隙，再通過(guò)配磨配對(duì)軸承中間隔圈來(lái)調(diào)整軸承軸系游隙達(dá)到要求值（該要求值實(shí)際為配對(duì)圓錐滾子軸承的安裝后游隙）。同樣，由于游隙的重要性，在維修齒輪箱的時(shí)候也需要對(duì)配對(duì)圓錐滾子軸承進(jìn)行游隙調(diào)整。 廠家推薦： 球軸承：工作游隙應(yīng)為零，或者有輕微的預(yù)緊； 圓柱滾子、球面滾子、圓錐滾子軸承：在運(yùn)行時(shí)必須留有一定的剩余游隙（即使是很小的游隙）。,2020/8/19,31,2020/8/19,32,收縮盤(pán),1、用途： 將主軸與行星架壓緊鎖死，傳遞扭矩到齒輪箱，防止兩者有相對(duì)移動(dòng)。 2、原理： 收縮

19、盤(pán)安裝在行星架外圓（自由狀態(tài)下內(nèi)、外環(huán)端面存在高度差），在主軸裝入行星架內(nèi)孔后，通過(guò)擰緊聯(lián)接收縮盤(pán)內(nèi)環(huán)與外環(huán)的螺栓，對(duì)內(nèi)環(huán)與外環(huán)施加軸向力，最終促使內(nèi)、外環(huán)端面齊平。在這個(gè)過(guò)程中，內(nèi)環(huán)受擠壓縮小，進(jìn)而抱緊行星架與主軸，行星架與主軸間足夠的壓緊力產(chǎn)生足夠大的摩擦力，將兩者牢牢固定。,2020/8/19,32,2020/8/19,33,收縮盤(pán),3、結(jié)構(gòu)： 完整的收縮盤(pán)由以下部分組成：外環(huán)、內(nèi)環(huán)、高強(qiáng)度螺栓（10.9或者12.9級(jí)，不得用普通螺栓）、高強(qiáng)度墊片以及收縮盤(pán)銘牌。 4、安裝： 收縮盤(pán)銘牌或齒輪箱使用說(shuō)明書(shū)提供收縮盤(pán)螺栓的擰緊力矩，通過(guò)收縮盤(pán)專(zhuān)用安裝工具進(jìn)行快速安裝，或者逐圈擰螺栓，或者對(duì)

20、稱(chēng)擰，最終將收縮盤(pán)內(nèi)、外環(huán)端面打到齊平為止。,2020/8/19,33,內(nèi)環(huán),外環(huán),,,2020/8/19,34,潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油以及不同種類(lèi)的添加劑調(diào)和而成。根據(jù)基礎(chǔ)油的不同，潤(rùn)滑油可分為礦物油和合成油。合成油是合成基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)和而成。 合成基礎(chǔ)油：指采用化學(xué)原料，在添加劑條件下使用化學(xué)方法生成的基礎(chǔ)油。 礦物基礎(chǔ)油：從原油中蒸餾、精制、脫蠟、加氫等生產(chǎn)工藝。 通常，由于合成基礎(chǔ)油的分子結(jié)構(gòu)單一，純凈，可根據(jù)性能要求設(shè)計(jì)不同的分子結(jié)構(gòu)。因此，合成潤(rùn)滑油的性能遠(yuǎn)優(yōu)于礦物油，主要原因是合成基礎(chǔ)油的性能遠(yuǎn)優(yōu)于礦物基礎(chǔ)油，但價(jià)格也相對(duì)較高。 風(fēng)電齒輪箱常用合成基礎(chǔ)油油:PAO（聚烯烴），PAG（聚

21、醚）等。 添加劑分為： 表面保護(hù)添加劑：抗磨和極壓、減摩劑、抗微點(diǎn)蝕/抗點(diǎn)蝕、抗蝕防銹等； 流體保護(hù)添加劑：抗氧鈍化劑、抗泡劑等； 性能改進(jìn)添加劑：粘度改進(jìn)劑、降凝劑、抗乳化等 目前推薦使用的潤(rùn)滑油牌號(hào)主要有：Mobilgear SHC XMP 320 Optigear Synthetic X320 注：對(duì)于不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油（包括同一品牌不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油），不允許混加，必須將齒輪箱內(nèi)部殘油清理干凈后才可以加入其它牌號(hào)的潤(rùn)滑油。,潤(rùn)滑油,2020/8/19,34,2020/8/19,35,潤(rùn)滑油主要技術(shù)指標(biāo)：,潤(rùn)滑油,風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目： 外觀、粘度、

22、總酸值、水份、金屬元素分析、PQ磨損指數(shù)、磨粒鐵譜分析、清潔度等。 目前風(fēng)電行業(yè)推薦的潤(rùn)滑油更換周期是三年。,2020/8/19,35,2020/8/19,36,潤(rùn)滑油清潔度： 依據(jù)ISO4406標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)有在線檢測(cè)和離線檢測(cè)兩種方式，采集油樣點(diǎn)為過(guò)濾器之前（此時(shí)的油樣為油池油樣）。風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油清潔度要求：至少為ISO 4406 15/12，具體指標(biāo)見(jiàn)下圖。 下圖中與潤(rùn)滑油清潔度等級(jí)對(duì)應(yīng)的數(shù)字為每毫升油液中所含的顆粒數(shù)（上限）。,潤(rùn)滑油,2020/8/19,36,2020/8/19,37,一級(jí)行星兩級(jí)平行級(jí) a、扭力臂 b、箱體,內(nèi)窺檢查結(jié)構(gòu),扭力臂 主要觀察行

23、星級(jí)，包括齒圈，行星輪，太陽(yáng)輪以及行星輪軸承,箱體 主要觀察平行級(jí)，包括高速軸、齒輪、中間軸、大輪以及平行級(jí)軸承,2020/8/19,37,2020/8/19,38,風(fēng)電齒輪箱除了機(jī)械件外，還有一些外部附件，譬如電氣附件，以其自有的功能支撐齒輪箱的良好運(yùn)行。以下列出了風(fēng)電齒輪箱的常用外部附件，不同的齒輪箱可能會(huì)有部分差異。 1、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng) 2、機(jī)械泵 3、壓差開(kāi)關(guān) 4、壓力傳感器/壓力開(kāi)關(guān)/壓力表 5、接線盒 6、加熱器 7、溫度傳感器 8、液位報(bào)警器 9、液位計(jì) 10、空氣濾清器 11、電纜,風(fēng)電齒輪箱外部附件,2020/8/19,38,2020/8/19,39,1、用途： 潤(rùn)滑油的主要功

24、能為潤(rùn)滑（形成油膜，減噪、吸振、減少摩擦等）、冷卻（熱量傳導(dǎo)，降低齒輪軸承溫度）、清潔（帶走污染物）以及保護(hù)（防止腐蝕）。綜上所述，源源不斷的、干凈、適宜溫度的潤(rùn)滑油能夠很好的提升齒輪、軸承的可靠性，提高齒輪箱的運(yùn)行壽命。 潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)主要就是針對(duì)上述要求設(shè)計(jì)的。潤(rùn)滑系統(tǒng)能夠提供源源不斷的潤(rùn)滑油；過(guò)濾器能過(guò)過(guò)濾潤(rùn)滑油液中的雜質(zhì)，潔凈潤(rùn)滑油；冷卻系統(tǒng)能夠降低潤(rùn)滑油的溫度。 2、結(jié)構(gòu)： 潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)分為潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及傳感器。 潤(rùn)滑系統(tǒng)：吸油管、電機(jī)泵、電機(jī)、過(guò)濾器、連接閥塊、溫控閥以及相應(yīng)的連接膠管，部分齒輪箱的設(shè)計(jì)包含機(jī)械泵； 冷卻系統(tǒng)：分為風(fēng)冷和水冷。目前風(fēng)電齒輪箱上用的比較多的為風(fēng)冷

25、，風(fēng)冷包括風(fēng)扇、電機(jī)以及相應(yīng)的連接膠管； 傳感器：包括壓差開(kāi)關(guān)、壓力傳感器、壓力開(kāi)關(guān)等。,潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),水冷,風(fēng)冷,2020/8/19,39,2020/8/19,40,電機(jī),電機(jī)泵,風(fēng)扇,吸油管,過(guò)濾器,機(jī)械泵,風(fēng)扇電機(jī),溫控閥,壓差開(kāi)關(guān),壓力表,壓力開(kāi)關(guān)/壓力傳感器,連接閥塊,潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),透氣線,2020/8/19,40,2020/8/19,41,潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),2020/8/19,41,2020/8/19,42,1、通過(guò)電機(jī)泵以及機(jī)械泵（齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行）將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池吸出，潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)濾器后到達(dá)溫控閥。 2、溫控閥能夠根據(jù)通過(guò)的潤(rùn)滑油油溫來(lái)自動(dòng)控制潤(rùn)滑油的流向。當(dāng)通過(guò)的潤(rùn)滑油油溫低于

26、45C時(shí)，潤(rùn)滑油直接進(jìn)入齒輪箱(由于此時(shí)的潤(rùn)滑油溫度較低，不需要進(jìn)行冷卻)；當(dāng)通過(guò)的潤(rùn)滑油溫高于45C時(shí)，溫控閥閥芯開(kāi)始動(dòng)作，此時(shí)的潤(rùn)滑油部分直接進(jìn)入齒輪箱，部分通過(guò)冷卻系統(tǒng)進(jìn)入齒輪箱；當(dāng)通過(guò)的潤(rùn)滑油溫高于60C時(shí)，溫控閥閥芯完全關(guān)閉，此時(shí)的潤(rùn)滑油完全通過(guò)冷卻器進(jìn)入齒輪箱（此時(shí)的潤(rùn)滑油溫度較高，須經(jīng)冷卻后才能進(jìn)入齒輪箱）。 3、當(dāng)油池溫度高于60C或者高速軸軸承溫度高于70C時(shí)，風(fēng)扇低速開(kāi)始啟動(dòng)，當(dāng)油池溫度高于65C或者高速軸軸承溫度高于80C時(shí)，風(fēng)扇高速開(kāi)始啟動(dòng)。對(duì)于雙速電機(jī)，風(fēng)扇高速時(shí)的冷卻功率高于風(fēng)扇低速（部分冷卻系統(tǒng)只使用單速電機(jī)）。,潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),2020/8/19,42,2020/

27、8/19,43,4、目前風(fēng)電齒輪箱的過(guò)濾器通常是雙精度過(guò)濾，包含粗濾（通常為25um或者50um）和精濾（10um）。在低溫狀態(tài)下，潤(rùn)滑油的粘度較高，濾芯上的單向閥打開(kāi)（即潤(rùn)滑油的壓力超過(guò)單向閥的壓力值），潤(rùn)滑只經(jīng)過(guò)粗濾；當(dāng)油溫溫度較高時(shí)，油壓較低，濾芯上的單向閥關(guān)閉（即潤(rùn)滑油的壓力小于單向閥的壓力），潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)精濾。 濾芯的更換周期不超過(guò)一年，如果期間壓差開(kāi)關(guān)報(bào)警顯示濾芯堵塞，則須立即更換濾芯。 部分風(fēng)機(jī)會(huì)在齒輪箱上額外增加離線過(guò)濾系統(tǒng)，離線過(guò)濾 5、溢流閥 在低溫狀態(tài)下，由于潤(rùn)滑油的粘度較高，電機(jī)泵出口處的潤(rùn)滑油壓力非常大，如果進(jìn)入過(guò)濾器會(huì)對(duì)過(guò)濾系統(tǒng)造成損害。因此，在電機(jī)泵出口處設(shè)計(jì)一個(gè)溢

28、流閥，溢流閥直接連接齒輪箱，當(dāng)電機(jī)泵出口處的潤(rùn)滑油壓力超過(guò)溢流閥的壓力時(shí)候（假定12bar），那么潤(rùn)滑油會(huì)直接從溢流閥進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部（這個(gè)進(jìn)入齒輪箱內(nèi)部是直接流回齒輪箱油池，不是通過(guò)油路分配器進(jìn)入）。 6、當(dāng)油液或者潤(rùn)滑系統(tǒng)中有氣泡時(shí)，氣泡通過(guò)油路系統(tǒng)進(jìn)入齒輪嚙合區(qū)或軸承滾動(dòng)區(qū)時(shí)，會(huì)對(duì)齒輪與軸承造成損壞，因此需要通過(guò)透氣線將系統(tǒng)中的氣泡排出。,潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),2020/8/19,43,2020/8/19,44,通過(guò)齒輪箱齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)械泵輸入軸的旋轉(zhuǎn)，將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池內(nèi)吸出，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部。 與電機(jī)泵相比，機(jī)械泵的運(yùn)行不受電的影響，只要齒輪箱處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械泵就一直工作

29、。即使風(fēng)機(jī)斷電，齒輪箱仍有潤(rùn)滑。,2020/8/19,44,機(jī)械泵,2020/8/19,45,壓差開(kāi)關(guān),1、用途： 用于測(cè)量齒輪箱過(guò)濾器濾芯兩側(cè)潤(rùn)滑油的壓力差。,2020/8/19,45,壓差開(kāi)關(guān),,,2020/8/19,46,2、工作原理： 當(dāng)濾芯在吸納潤(rùn)滑油中污物顆粒的時(shí)候，濾芯兩側(cè)的潤(rùn)滑油壓力會(huì)逐步增大。當(dāng)壓力增大到設(shè)定值（壓差開(kāi)關(guān)的設(shè)定值），壓差開(kāi)關(guān)啟動(dòng)。風(fēng)機(jī)維護(hù)人員須立即更換或者清洗濾芯（部分廠家的粗濾可以清洗，精濾須更換）。 部分壓差開(kāi)關(guān)帶警報(bào)功能，譬如在達(dá)到設(shè)定壓力的75%時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，在達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。,壓差開(kāi)關(guān),壓差開(kāi)關(guān),,,2020/8/19,47,1、用途： 齒

30、輪箱在正常運(yùn)行時(shí)（流量充足且溫度適宜），齒輪箱的進(jìn)油壓力較高，此時(shí)，齒輪箱得到充分的潤(rùn)滑。當(dāng)齒輪箱出現(xiàn)異常，譬如流量不夠（部分地方漏油或者電機(jī)泵出現(xiàn)損壞）、溫度過(guò)高（潤(rùn)滑油未經(jīng)冷卻器冷卻或冷卻器冷卻功率下降）等，都會(huì)對(duì)齒輪箱的潤(rùn)滑造成影響，進(jìn)而影響齒輪箱的壽命。而上述異常狀況最直接的體現(xiàn)就是齒輪箱總的進(jìn)油壓力過(guò)低。壓力傳感器/壓力開(kāi)關(guān)/壓力表就是用于測(cè)量齒輪箱總的進(jìn)油壓力。,2020/8/19,47,壓力傳感器/壓力開(kāi)關(guān)/壓力表,壓力傳感器/ 壓力開(kāi)關(guān)/ 壓力表,,,2020/8/19,48,2. 功能 壓力傳感器/壓力開(kāi)關(guān)/壓力表安裝在齒輪箱的油路分配器上（齒輪箱總的進(jìn)油口處）。 壓力傳感器

31、用于測(cè)量齒輪箱總的進(jìn)油壓力，傳遞給系統(tǒng)的是測(cè)得的壓力值。 壓力開(kāi)關(guān)則是當(dāng)齒輪箱總的進(jìn)油壓力低于設(shè)定值時(shí)（一般為0.8bar或者1bar），壓力開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，齒輪箱停機(jī)，進(jìn)而保護(hù)齒輪箱。 壓力表是機(jī)械可讀式儀表，可以直接通過(guò)肉眼讀得齒輪箱總的進(jìn)油壓力。,壓力傳感器/壓力開(kāi)關(guān)/壓力表,壓力表,,,,壓力開(kāi)關(guān),,2020/8/19,49,1、用途： 將齒輪箱上的所有電氣元件通過(guò)電纜線連接到接線盒里的接線端子上，主機(jī)廠再通過(guò)電纜線將接線盒的端子連接到控制系統(tǒng)或者電源上。 2、分類(lèi) 接線盒按功能可以分為強(qiáng)電盒與弱電盒。強(qiáng)電盒內(nèi)連接的為高電壓電氣件，包括油泵電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)以及加熱器；弱電盒內(nèi)連接的為24V低電

32、壓電氣件，包括溫度傳感器，壓力傳感器，壓力開(kāi)關(guān)，液位開(kāi)關(guān)等。 3、結(jié)構(gòu) 接線盒一般由以下部分組成 a、殼體-------------IP防護(hù)等級(jí)54以上 （IP等級(jí)為防塵防水等級(jí)） b、接線端子-------由于電流是通過(guò)接線端子、電纜再到各電氣件，因此，接線端子的耐壓等級(jí)須等于或高于電氣件的電壓； c、電纜鎖緊頭----在鎖緊電纜的前提下IP65以上，這就要求所選用電纜鎖緊頭匹配電纜線的外徑。 d、接線圖----------一般貼在殼體面板里面，整合了齒輪箱所有電氣件的接線圖，用于用戶接線以及后續(xù)維修； e、其他附件-------警示標(biāo)貼、殼體面板螺栓。,接線盒,2020/8/19,49,2

33、020/8/19,50,接線盒,2020/8/19,51,1、用途：用于低溫型風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)在低溫狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí)（-30），油池內(nèi)的潤(rùn)滑油粘度非常高，潤(rùn)滑油近乎固體狀態(tài)。在這種工況下，齒輪箱的潤(rùn)滑系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行工作。加熱器的作用就是對(duì)齒輪箱油池的潤(rùn)滑油進(jìn)行加熱。 2、工作原理：電加熱器(電加熱管)是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲(鎳鉻，鐵鉻合金)。金屬管與電熱合金絲之間的空隙填充具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封。通過(guò)加熱電熱合金絲將溫度傳遞到加熱器外殼，進(jìn)而加熱外殼周?chē)臐?rùn)滑油。,加熱器,2020/8/19,51,加熱器,,,2020/8/19,52,3、接

34、線方式 加熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)的差異一般有兩種接線方式，兩相三線制和三相四線制。 4、安裝方式 a、法蘭聯(lián)接 電加熱器的加熱芯通過(guò)加熱芯的法蘭與外殼聯(lián)接，再通過(guò)外殼的法蘭與齒輪箱進(jìn)行聯(lián)接。因此，當(dāng)加熱器的內(nèi)部電熱元件出現(xiàn)損壞時(shí)，由于不需要更換外殼，可以不用將齒輪箱的潤(rùn)滑油放出，直接更換加熱器的加熱芯。 b、螺紋聯(lián)接 5、強(qiáng)制認(rèn)證 由于加熱器屬于強(qiáng)電的范疇，因此所選用的加熱器必須具有如下的電氣強(qiáng)制認(rèn)證證書(shū)： 歐洲：CE 美國(guó)：UL、ETL （任選一） 加拿大：CUL、ETL、CSA （任選一）,加熱器,2020/8/19,52,2020/8/19,53,1、用途： 用于測(cè)量齒輪箱進(jìn)油、油池以及軸承的溫度

35、。 2、工作原理： 風(fēng)電所用的溫度傳感器一般為鉑熱電阻，又稱(chēng)PT100，PT后的100即表示它在0時(shí)阻值為100歐姆。PT100是利用鉑絲在溫度變化時(shí)自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。它的受熱部分（感溫元件）是用細(xì)鉑絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中有溫度梯度存在時(shí)，所測(cè)得溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。 3、結(jié)構(gòu) 工作溫度-30C到45C; 2、低溫啟動(dòng)過(guò)程 由于低溫狀態(tài)下潤(rùn)滑油粘度較高，近乎固體狀態(tài)。因此，齒輪箱低溫狀態(tài)下啟動(dòng)必須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序執(zhí)行。具體規(guī)定如下：,2020/8/19,65,2020/8/19,66,齒輪箱啟動(dòng)流程及控制策略,風(fēng)扇啟動(dòng)過(guò)程（雙速）,電機(jī)泵啟動(dòng)過(guò)程（雙速）,電機(jī)泵啟動(dòng)過(guò)程（單速）,風(fēng)扇啟動(dòng)過(guò)程（單速）,2020/8/19,66,2020/8/19,67,齒輪箱啟動(dòng)流程及控制策略,2020/8/19,67,齒輪箱在運(yùn)行過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)以下項(xiàng)目，在各項(xiàng)目達(dá)到設(shè)定值后，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，以保證齒輪箱良好的運(yùn)行。,2020/8/19,68,2020/8/19,68,