风电齿轮箱轴承应用分析

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海上风力发电用齿轮箱的稳定性分析与优化

海上风力发电用齿轮箱的稳定性分析与优化

海上风力发电用齿轮箱的稳定性分析与优化随着可再生能源的发展和应用,海上风力发电已经成为一种广泛应用的清洁能源解决方案。

在海上风力发电系统中,齿轮箱作为传动装置的核心组成部分,起着十分重要的作用。

本文将对海上风力发电中使用的齿轮箱的稳定性进行分析和优化。

首先,我们需要了解海上风力发电齿轮箱的工作原理。

海上风力发电系统一般由风机组、转换装置和电力系统组成。

风机组通常由叶片、轴承、齿轮箱和发电机等组件构成。

风力通过叶片驱动转子旋转,转子通过轴承与齿轮箱相连,齿轮箱进一步将转速提高并传递给发电机,从而产生电能。

齿轮箱在这个过程中承担着承载和传动动力的重要任务。

齿轮箱的稳定性主要包括结构强度和运行稳定性两个方面。

结构强度是指齿轮箱的承载能力以及抗扭转、抗弯曲等方面的能力。

运行稳定性是指齿轮箱在风力发电系统运行过程中的振动和噪声等方面的性能。

在进行齿轮箱的稳定性分析和优化之前,首先需要对齿轮箱的破坏模式进行了解。

常见的齿轮箱破坏模式包括齿面疲劳、齿轮断裂、轴承损坏等。

这些破坏模式可能会导致齿轮箱的失效,并对风力发电系统的正常运行产生重大影响。

因此,优化齿轮箱的设计和材料选择以及有效的监测和维护非常重要。

针对齿轮箱的结构强度分析,可以通过有限元分析来评估齿轮、轴和壳体等部件的应力和变形情况。

通过这些分析数据,可以评估齿轮箱的疲劳寿命,并设计出合适的强度和刚度来承受风力发电系统的工作负载。

此外,还可以通过选择高强度材料、合理分布齿轮的载荷等方式来优化齿轮箱的结构强度。

对于齿轮箱的运行稳定性分析,需要对其振动和噪声进行评估。

风力发电系统中的齿轮箱一般会产生较大的振动和噪声,对环境和工作人员都造成一定的影响。

通过对齿轮箱的振动和噪声进行监测和分析,可以找出问题所在,并采取相应的措施进行优化。

例如,在齿轮箱中加入吸振材料、优化齿轮配齿、可调节齿轮间隙等方式都可以有效减少齿轮箱的振动和噪声。

实际上,对海上风力发电用齿轮箱进行稳定性分析和优化是一个复杂的工程问题。

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置风电主齿轮箱是将风力发电机产生的机械能转化为电能的重要装置之一,其传动形式和轴承布置在整个系统的性能和可靠性方面起着重要作用。

以下将对风电主齿轮箱传动形式和轴承布置进行深入浅出的阐述。

一、传动形式风电主齿轮箱的传动形式一般分为两种:直驱式和间接驱动式。

1.直驱式传动形式直驱式传动形式是指风力发电生成系统中的风力机叶片直接连接齿轮箱,由齿轮箱直接驱动发电机转子旋转,实现将机械能转化为电能的过程。

直驱式传动形式的特点是传动效率高、结构简单、成本相对较低。

但由于叶片和齿轮箱相连,所以风力机的转速直接受到叶片转速的限制,使得整个系统的功率输出不灵活,容易受到传动装置的振动和冲击加载。

因此,直驱式传动形式在大型风力发电机中很少使用。

2.间接驱动式传动形式间接驱动式传动形式是指风力机叶片通过主轴与齿轮箱相连,齿轮箱再通过发电机转子的轴与发电机相连的传动方式。

间接驱动式传动形式的特点是转速范围广、功率输出稳定、适应性强。

由于通过主轴连接,可以使风力机叶片的转速与齿轮箱的转速脱离,提高了整个系统的灵活性和可靠性。

同时,通过合理设计齿轮轴承和减速器,可以将高速低扭矩的风力机叶片输出的动力转变为低速高扭矩的发电机所需要的动力,实现了发电机的高效运行。

因此,间接驱动式传动形式在现代风力发电系统中得到了广泛应用。

二、轴承布置风电主齿轮箱中的轴承布置是指在齿轮箱中各个轴承的位置和数量以及其承载能力的安排。

合理的轴承布置能有效提高齿轮箱的传动效率和整体运行效果。

一般来说,风电主齿轮箱的轴承布置可以分为四个部分:输入轴承、中间轴承、输出轴承和其他轴承。

1.输入轴承的作用是承受风力机传动系统输入的扭矩,并保证输入轴与齿轮磨损减小,传递更高效率。

2.中间轴承的作用是支撑整个齿轮箱中的齿轮和轴的运动,同时承受中间齿轮组的扭矩,并保证其转动平稳、可靠。

3.输出轴承的作用是承受整个齿轮箱输出轴的扭矩和载荷,同时使输出轴转动平稳。

风力发电增速齿轮箱的动态特性和振动响应分析

风力发电增速齿轮箱的动态特性和振动响应分析

风力发电增速齿轮箱的动态特性和振动响应分析引言:随着全球对可再生能源的需求增长以及环境保护意识的提高,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,越来越受到重视。

风力发电机组的核心部件之一是齿轮箱,它负责将风轮传递的力转化为发电机可以利用的电能。

齿轮箱的性能对风力发电机组的功率输出和寿命具有重要影响。

因此,了解风力发电增速齿轮箱的动态特性和振动响应分析,对于优化设计和提高可靠性至关重要。

1. 风力发电增速齿轮箱的动态特性分析风力发电增速齿轮箱是风力发电机组中一个关键的传动装置,其主要功能是将风轮转速提高到发电机工作转速。

为了确保高效的功率输出和稳定的运行,齿轮箱的动态特性需要被全面了解和分析。

主要的动态特性分析包括以下几个方面:1.1 齿轮传动特性分析齿轮传动是齿轮箱中传递力和扭矩的主要方式,了解齿轮传动的动态特性对于分析齿轮箱的性能至关重要。

通过建立齿轮传动系统的动力学模型,可以分析齿轮间的接触力、动力破坏等问题,以及齿轮箱在不同工况下的传递效率和能量损耗情况。

1.2 轴承特性分析轴承作为齿轮箱中支撑齿轮和传递力的关键部件,其性能对齿轮箱的工作稳定性和寿命具有重要影响。

轴承的动态特性包括刚度、阻尼和阻力等参数,通过分析轴承的动态性能,可以预测轴承在不同振动频率下的工作状态,为齿轮箱的优化设计和性能改进提供依据。

1.3 动力学模态分析齿轮箱的动力学模态分析可以揭示其固有的振动特性。

通过对齿轮箱进行模态分析,可以获得其固有频率、振型和振动模态。

这些信息对于了解齿轮箱的振动特性以及振动源的定位和控制具有重要意义。

同时,在齿轮箱设计和优化过程中,动力学模态分析也是一种常用的评估方法。

2. 风力发电增速齿轮箱的振动响应分析振动是齿轮箱故障的主要表现之一,对于风力发电增速齿轮箱的振动响应进行分析可以提前发现潜在的故障,确保机组的安全稳定运行。

主要的振动响应分析包括以下几个方面:2.1 振动传感器的安装振动传感器的正确安装对于测量和分析齿轮箱的振动响应至关重要。

风力发电机组的轴承寿命分析与优化

风力发电机组的轴承寿命分析与优化

风力发电机组的轴承寿命分析与优化随着全球对可再生能源需求的不断增加,风力发电作为一种清洁、可持续的能源来源受到越来越多的关注。

在风力发电机组中,轴承作为关键部件,对整个系统的可靠性和性能起着至关重要的作用。

轴承寿命的分析与优化对于提高风力发电机组的运行效率、降低维护成本具有重要意义。

首先,我们需要了解什么是轴承寿命。

轴承寿命是指在特定运行条件下,轴承在无故障的情况下能够正常运行的时间。

轴承寿命的长短直接关系到风力发电机组的维护周期和使用寿命。

因此,分析轴承寿命并采取优化措施,对于延长风力发电机组的使用寿命、提高经济效益至关重要。

在分析轴承寿命方面,了解轴承的工作原理和运行特点是关键。

风力发电机组中常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两种类型。

滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架等组成,其工作原理是通过滚珠或滚子在内外圈之间传递负载,并减小摩擦。

滑动轴承则是通过润滑剂的润滑,使轴承轴承内外圈之间形成无润滑膜,降低摩擦系数。

针对滚动轴承,分析寿命的关键指标是疲劳寿命。

疲劳寿命是指轴承在一定载荷、速度和润滑条件下能够承受的周期次数。

常见的寿命评估方法有L10寿命、L50寿命、L90寿命等。

其中,L10寿命表示在统计意义下,轴承10%的寿命不低于某个指定容限。

L50寿命同样表示在统计意义下,轴承50%的寿命不低于某个指定容限。

L90寿命则是轴承90%的寿命不低于某个指定容限。

对于滑动轴承而言,寿命评估的关键指标是润滑膜磨损量。

润滑膜磨损量是指滑动轴承在特定工作条件下,润滑膜的磨损程度。

润滑膜磨损量的大小直接影响轴承的寿命。

常用的寿命评估方法包括B10寿命和B50寿命,类似于滚动轴承的L10寿命和L50寿命。

在优化轴承寿命方面,以下几点是需要考虑的重要因素:1. 选用合适的轴承材料和设计。

轴承材料是影响轴承寿命的关键因素之一。

选择适合工作条件的材料,如高强度、耐磨损和耐腐蚀的材料,能够提高轴承的寿命。

此外,合理的轴承设计也对寿命有重要影响,如设置适当的负荷分配、减小应力集中区域等。

风电齿轮箱行星轮滑动轴承油膜特性分析

风电齿轮箱行星轮滑动轴承油膜特性分析
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滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状与发展趋势

滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状与发展趋势

滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状与发展趋势随着全球对清洁能源的需求不断增长,风能作为一种可再生能源逐渐成为主流。

风力发电机组的核心部件之一是齿轮箱,而其中的滑动轴承在齿轮箱中扮演着至关重要的角色。

滑动轴承的应用现状及发展趋势对于提高风电齿轮箱的可靠性、效率和寿命具有重要意义。

本文将重点探讨滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状以及未来的发展方向。

一、滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状1.1 滑动轴承在风电齿轮箱中的作用滑动轴承是一种以润滑膜或滑动表面来支撑和减少机械运动摩擦的机械元件。

在风电齿轮箱中,滑动轴承的主要作用是支撑齿轮和轴,减小运动摩擦,确保齿轮系统的正常运转。

滑动轴承还承担着承载、传递动力和减震等功能。

1.2 目前滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状目前,风电齿轮箱中主要采用滑动轴承的类型包括滑动轴承、滚动滑块轴承和滚动轴承。

滑动轴承在风电齿轮箱中具有耐高温、承载能力强、启动转矩小、维护成本低等优点,因此得到了广泛的应用。

1.3 滑动轴承在风电齿轮箱中的挑战滑动轴承在风电齿轮箱中也存在一些挑战,主要包括润滑膜寿命短、摩擦力较大、温升高等问题。

这些问题严重影响了滑动轴承在齿轮箱中的稳定性和寿命,需要通过技术创新和改进来解决。

二、滑动轴承在风电齿轮箱中的发展趋势2.1 材料技术的发展随着材料技术的不断发展,新型高温、高载荷、耐磨损的材料逐渐应用于滑动轴承中,以提高其性能和寿命。

采用碳纤维复合材料、聚四氟乙烯等新材料制造滑动轴承,可以有效降低摩擦力、提高润滑膜寿命。

2.2 润滑技术的创新润滑技术是影响滑动轴承性能的关键因素之一。

未来,随着润滑技术的不断创新,如纳米润滑技术、智能润滑系统等的应用,可以改善滑动轴承的润滑状态,降低摩擦损耗,提高运行效率。

2.3 仿生设计技术的应用仿生设计技术将生物学原理应用于滑动轴承的结构设计中,使其具有更好的自润滑性能,提高耐磨损能力。

通过仿生设计技术改进滑动轴承的表面形貌和微观结构,可以有效提高其性能和寿命。

风电轴承的动力学模态分析

风电轴承的动力学模态分析

风电轴承的动力学模态分析随着可再生能源的发展和应用,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,得到了广泛的关注和应用。

在风力发电系统中,风电轴承作为关键部件之一,起着支撑、传动和减少能源损耗的作用。

为了提高风力发电系统的可靠性和性能,对风电轴承进行动力学模态分析是非常重要的。

动力学模态分析是指对结构系统的或机械系统的自由振动和强迫振动进行分析和研究,以确定系统的振动特性、固有频率和振型等。

在风电轴承的动力学模态分析中,通常采用有限元方法对风电轴承进行建模并进行模态分析。

首先,进行有限元模型的建立。

有限元模型是指将连续的物体分割成有限个子域,通过有限个自由度的位移解析子域内部的位移场,并满足子域间位移的连续性和力的平衡,以求解结构系统的运动方程。

在风电轴承的动力学模态分析中,可以将轴承系统按照材料特性和几何形状进行离散化,建立相应的有限元模型。

其次,进行边界条件和材料参数的设定。

在进行有限元模型的建立时,需要确定合适的边界条件和材料参数。

边界条件是指维持系统平衡和限制系统自由度的条件,如固支条件、自由支承条件等。

材料参数是指轴承系统的材料特性,如材料的弹性模量、泊松比等。

合理设置边界条件和材料参数对动力学模态分析的准确性和可靠性至关重要。

然后,进行模态分析。

模态分析是通过求解系统的特征值问题,得到系统的固有频率、振型和振动模态等。

在风电轴承的动力学模态分析中,可以通过数值方法求解系统的特征值问题,得到风电轴承的固有频率和振型。

最后,进行模态分析结果的分析和评价。

在得到风电轴承的固有频率和振型后,需要对模态分析结果进行进一步的分析和评价。

通过对模态分析结果的分析,可以确定风电轴承的振动特性,判断系统是否存在共振问题,避免系统的振动干扰和损坏。

风电轴承的动力学模态分析对于优化轴承设计、提高风力发电系统的可靠性和性能具有重要意义。

通过动力学模态分析,可以确定合适的结构参数和材料参数,提高轴承的工作效率和寿命。

风电机组齿轮箱轴承常见问题及解决方案

风电机组齿轮箱轴承常见问题及解决方案

风电机组齿轮箱轴承常见问题及解决方案1. 引言风电机组齿轮箱是连接机组主轴和发电机的传动部件,其主要功能是将主轴的低速运转输入,转化成中速或高速发电机所需的输出,是风力发电机中的重要部件之一。

由于风力发电机齿轮箱的复杂工况及对可靠性等方面的高要求,风力发电机齿轮箱的设计及应用,尤其是作为关键零部件的轴承的选型、安装及使用显得尤为重要。

不恰当的轴承选型或是不当的安装和使用,会导致轴承的各种损伤和失效模式,甚至还可能会损伤到齿轮箱里其他的零部件。

这些损伤和失效都会直接或间接的导致机组停机,不但影响生产率,还会产生计划外的更换和维护成本。

铁姆肯公司可针对多种常见失效模式提供有效解决方案。

2. 风电机组齿轮箱轴承常见失效模式及解决方案风力发电机齿轮箱设计多种多样,但是基本上都是由行星级和平行级组成。

本文以目前比较常见的一种以行星架为输入,内齿圈固定,太阳轮输出并传递到平行级的设计为例,分析说明常见的轴承失效模式及相应的解决方案。

2.1 行星架轴承2.1.1 常见失效模式 行星架轴承的选型和应用是和主轴的设计相关的。

目前常见的行星架轴承是满装滚子的圆柱滚子轴承。

如果主轴轴承选用调心滚子轴承,不论是单个调心滚子主轴轴承的3点支承设计还是两个调心滚子主轴轴承的4 点支承设计,由于调心滚子轴承径向和轴向游隙的存在(如图1 所示),当风力发电机在刹车或是其他出现轴向载荷交替变换方向的工况时,主轴及其后面连接的行星架在轴向可能会有窜动。

此时如果使用圆柱滚子轴承作为行星架轴承,由于其内外圈在轴向方向上有一定的相对错位空间,因此来自主轴的轴向窜动会传递到行星架的圆柱滚子轴承,而如果窜动量足够大,则对圆柱滚子轴承会造成冲击。

而且,由于内齿圈和齿轮箱箱体是连成一体的,所以行星轮和行星架一起轴向窜动还会对行星轮造成齿面磨损(如图2 所示)。

2.1.2 解决方案 铁姆肯公司推荐选用单列圆锥滚子轴承跨装,通过对圆锥滚子轴承预紧来解决主轴轴向窜动对行星轮的影响。

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析随着风能的发展,风力发电已经成为了一种极具潜力的清洁能源,在全球范围内得到了广泛的应用。

而风力发电机组中的齿轮箱作为核心的传动装置,更是扮演着至关重要的角色。

而齿轮箱的高速轴轴承振动问题是一项不容忽视的挑战,本文将对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行应用分析,并就该问题进行深入探讨。

风电齿轮箱中高速轴轴承振动的产生通常会受到多种因素的影响,主要原因可以归纳为以下几点:1. 高速轴轴承的设计和制造误差:高速轴轴承的设计和制造精度不够高,容易导致轴承振动增大。

2. 高速轴轴承安装偏差:高速轴轴承的安装偏差过大,会导致轴承载荷分布不均匀,从而造成振动。

3. 高速轴轴承尺寸选用不当:高速轴轴承的尺寸选择不当,无法满足齿轮箱高速旋转的要求,也会导致轴承振动增大。

4. 高速旋转带来的惯性力和冲击力:高速轴在运转时,惯性力和冲击力对轴承的影响是不容忽视的。

5. 高速轴轴承磨损或损坏:高速轴轴承磨损严重或损坏, 会直接导致轴承振动大增。

以上这些因素相互作用,都会导致风电齿轮箱高速轴轴承振动的产生。

二、风电齿轮箱高速轴轴承振动的影响风电齿轮箱高速轴轴承振动严重会对风力发电机组的正常运行产生严重的影响:1.增加齿轮箱和轴承的磨损:高速轴轴承持续的振动将导致齿轮箱和轴承的磨损加快,缩短其使用寿命。

2. 产生噪音:高速轴轴承的持续振动会引起齿轮箱的噪音增大, 对周围环境和人员带来负面影响。

3. 增加能耗:齿轮箱振动会引起轴承摩擦阻力增大,导致额外的能量消耗,增加了发电成本。

4. 影响传动系统的稳定性:齿轮箱振动也会影响传动系统的稳定性,甚至可能导致机组的紊乱运行。

风电齿轮箱高速轴轴承振动问题不容忽视,需要进行深入的应用分析及解决。

针对风电齿轮箱高速轴轴承振动问题,需要在设计、制造、安装和运行中进行全面的应用分析和对策研究:1. 优化轴承设计和选材:在高速轴轴承的设计和选择上,需严格按照实际工况要求进行优化,选取适合的轴承材料和结构,以提高其承载能力和抗振能力。

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析风电齿轮箱是由多个组件组成的机械设备,在风力发电系统中起到重要的传动作用。

齿轮箱的高速轴轴承振动是该设备运行中一个常见的问题,对于风电齿轮箱的性能和寿命都有很大的影响。

对高速轴轴承振动进行应用分析非常必要。

高速轴轴承振动是指齿轮箱运行时,由于载荷、速度等因素引起的轴承在水平、垂直和径向方向上的振动情况。

这种振动会导致轴承和其他部件的磨损加剧,甚至引发故障,从而影响整个风力发电系统的运行效果。

应用分析主要包括以下几个方面:1. 振动原因分析:通过监测高速轴轴承的振动情况,分析振动的源头,包括齿轮箱的结构设计是否合理、轴承安装是否正确、轴承材质和制造工艺是否达标等因素。

通过分析,找出引起高速轴轴承振动的主要原因,为进一步解决此问题提供依据。

2. 振动信号分析:采用振动传感器等设备对高速轴轴承的振动信号进行监测和采集,获取振动信号的频谱、幅值、相位等参数。

通过对频谱图的分析,可以获得振动信号的频率分布情况,了解高速轴轴承振动的频率特征,从而判断是否存在故障。

3. 振动模态分析:通过有限元分析等方法,对高速轴轴承进行模态分析,得到其振动模态和振型,进一步了解振动的特性和影响因素。

通过模态分析,可以确定高速轴轴承的共振频率,为设计和优化提供参考。

4. 故障诊断和预测:通过对高速轴轴承振动信号的分析,可以识别出不同类型的故障特征,如滚珠故障、内外圈故障等。

结合历史数据和磨损指标,可以进行故障预测和寿命评估,及时采取维修措施,避免发生严重故障。

5. 优化设计和改进措施:通过分析高速轴轴承振动的原因和特点,对齿轮箱的结构设计、轴承的选择和安装方式等进行优化,提高整个系统的可靠性和性能。

根据故障诊断的结果,采取相应的改进措施,延长设备的使用寿命。

高速轴轴承振动的应用分析是解决风电齿轮箱问题的重要手段,可以帮助提高设备的可靠性和性能,减少故障的发生,提高风力发电系统的运行效率。

滑动轴承在风力发电齿轮箱中的应用

滑动轴承在风力发电齿轮箱中的应用

滑动轴承在风力发电齿轮箱中的应用摘要:通过对滑动轴承和滚动轴承的特点分析,将滑动轴承运用到风力发电齿轮箱中,通过风电齿轮箱安装滑动轴承后对实际运行数据统计,说明在风电齿轮箱中运用滑动轴承有非常大的优势。

关键词:风力发电机组齿轮箱滑动轴承随着世界经济的快速发展,能源紧张和环境问题凸现,很多国家加大了对环保新能源的开发利用力度,风能作为一种能源储量丰富和具有广阔市场前景的绿色新能源,越来越受到世界的重视。

滑动轴承(slidingbearing),在滑动摩擦下工作的轴承。

滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。

在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。

但起动摩擦阻力较大。

轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。

为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。

轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。

滑动轴承应用场合一般在高速轻载工况条件下。

1滑动轴承和滚动轴承的特点风电增速齿轮箱是风力发电机组主要关键部件之一,它布置在风轮和发电机之间,将风轮动力传递给发电机发电,同时将风轮输入的很低的转速转变为满足发电机所需的转速。

它安装在距地面几十米高塔架之上狭小的机舱内,其本身的体积和质量将会直接对风机造成较大的影响,因此,风电齿轮箱以追求高可靠性、最小体积、最小重量为目标。

在风电增速齿轮箱中,轴承是重要的零件,其发生故障的比例较大,其失效常常会引起齿轮箱灾难性的破坏,同时轴承在齿轮箱中的价值较高的部件。

滚动轴承具有尺寸标准化、选型方便、质量稳定、互换性好的优点,所以在风电齿轮箱中大量使用。

风电齿轮箱要求可靠性高、运转时间长(20~25年)、运转平稳、噪声低、体积小和质量轻,同时使用寿命期内不能更换(因为更换费用太高,更换费用比1台齿轮箱价值还高)。

滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦;滑动摩擦力的大小主要取决于制造精度;而滑动轴承摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料。

风力发电机组齿轮箱轴承

风力发电机组齿轮箱轴承

风力发电机组齿轮箱轴承并网运行的风力发电技术兴起于20世纪80年代,并迅速实现了商品化、产业化,作为一项新的能源技术开始受到更多国家的重视。

经过十多年的发展,国内的风电场也由初期的数百千瓦装机容量发展成为数万千瓦甚至数十万千瓦装机容量的大型风力发电场,风力发电机组的单机容量已从最初的几十千瓦发展为今天的几百千瓦,兆瓦级风电机组也开始逐步出现在国内风电场。

近年来随着风电机组单机容量的不断增大,以及风电机组的投行时间的逐渐累积,由齿轮箱故障或损坏引起的机组停运事件时有发生,由此带来的直接和间接损失也越来越大,维护人员投入相关工作的工作量也有上升趋势。

这就促使越来越多的风电场开始加强齿轮箱的日常监测和定期保养工作。

以我场为例:2000至2002年由于齿轮箱故障或损坏导致的直接电量损失年均约15万kwh,占非常规维护工作量的40%以上。

由于并网型风电机组起停较为频繁,叶轮本身转动惯量又很大,大中型风电机组的叶轮转速一般都设计在20-40转/分,机组容量越大,叶轮直径越长,转速相对就越低,为满足异步双速电机的工作条件,在叶轮和发电机之间就需要装设齿轮箱增速。

由于机舱尺寸的限制,大型风电机组的机械传动系统一般都沿机舱轴线布置,齿轮箱也从以前多级正齿或斜齿齿轮箱而改为更多采用结构紧凑的行星齿轮箱。

随着大型风电机组采用的齿轮箱传递扭矩增大,结构更加紧凑、复杂,对风电机组维护检修人员的要求也不断提高。

[b]1. 日常保养和定期保养维护[/b][b]1. 1日常保养[/b]风电机组齿轮箱的日常保养内容主要包括:设备外观检查、润滑油位检查、电气接线检查等。

具体工作任务包括:运行人员登机工作时应对齿轮箱箱体表面进行清洁,检查箱体及润滑管路有无渗漏现象,外敷的润滑管路有无松动,由于风电机组振动较大,如果外敷管路固定不良将导致管路接头密封损坏甚至管路断裂。

此外,还要注意箱底放油阀有无松动和渗漏,避免放油阀松动和渗漏导致的齿轮油大量外泄。

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置(下)

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置(下)

浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置
(下)
本期邀请到的是舍弗勒大中华区可再生能源BU-唐瑜:浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置相关新闻:【关注】国内风电齿轮箱制造商名录(2015版)浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置(上)关于风电主齿轮箱轴承的主要类型,见下图:行星架轴承大多都选择圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承这两种轴承类型。

行星架选择圆柱滚子轴承(尤其是满装圆柱滚子轴承)的原因主要是成本和安装简易考虑。

圆锥滚子轴承,在经过详细计算而控制的轴向游隙下,有引导精度较高,避免主轴冲击以及有利于行星齿轮啮合,能承受较高轴向力等优点;但是不可否认的是,圆锥轴承成本较高,安装控制相对较难。

在此需要特别提到的是:行星架上圆锥滚子轴承的轴向游隙值的精确确定不仅仅需要考虑相邻结构尺寸、材料特性、制造精度,以及温度外,还需要考虑行星架自重,安装方式,预紧类型等。

相应的计算比较复杂,甚至需要用到有限元分析。

风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探究

风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探究

风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探究风力发电是近年来越来越受到重视的一种清洁能源,风力发电厂作为风力发电的核心设备之一,其中齿轮箱是连接叶片转动和发电机的重要部件之一。

齿轮箱作为风力发电设备中的关键部件,在工作过程中存在着一些机械设计上的问题,这些问题可能会影响风力发电的效率和稳定性,甚至会导致设备的损坏。

探究风力发电齿轮箱机械设计存在的问题并提出相应的应对策略是很有必要的。

1. 轴承寿命短风力发电齿轮箱在工作过程中承受巨大的转矩和扭矩,而这些力会对齿轮箱内的轴承产生很大影响。

轴承的寿命成为了一个非常关键的问题。

正常情况下,齿轮箱的轴承寿命应该与整个风力发电厂的寿命相匹配,然而实际情况中,轴承的寿命往往比整个风力发电厂的寿命要短,这就导致了频繁的更换轴承,增加了维护的成本。

2. 齿轮传动效率低齿轮箱内的齿轮传动是将叶片的旋转动力传递给发电机的重要部分,然而在传动过程中由于齿轮之间的啮合问题以及摩擦问题,齿轮传动效率并不高,部分动能会被损耗。

这就导致了风力发电效率的下降,同时也会增加风力发电机组的损耗。

二、应对策略探究1. 优化轴承选材和安装方式为了解决轴承寿命短的问题,首先可以从轴承的选材和安装方式入手。

选用高强度的轴承材料,并且采用合理的安装方式,可以有效地延长轴承的使用寿命。

还可以对轴承进行在线监测,及时发现轴承的异常情况,并采取相应的维修措施,来保证轴承的正常工作。

2. 提高齿轮传动效率为了提高齿轮传动效率,可以从齿轮的材料和制造工艺入手,选用高强度、低摩擦系数的材料,并采用先进的制造工艺,来减小齿轮传动过程中的能量损失。

还可以改进齿轮的设计结构,减小啮合间隙,提高传动效率。

3. 稳定润滑系统对于润滑系统不稳定的问题,可以采用智能润滑系统来实现对润滑油温度、压力等参数的实时监测,并且可以根据实时监测数据调整润滑系统的工作状态,确保润滑系统的稳定工作。

还可以加强对润滑系统的维护和保养,定期更换润滑油以及对润滑系统进行清洗和检查,来保证润滑系统的正常使用。

海上风力发电用轴承的齿轮磨损分析

海上风力发电用轴承的齿轮磨损分析

海上风力发电用轴承的齿轮磨损分析引言:海上风力发电作为一种可再生能源的重要形式,正逐渐受到全球能源行业的关注和投资。

而在海上风力发电系统中,轴承和齿轮作为核心部件承担着支撑和传动功能的重任。

本文将针对海上风力发电用轴承的齿轮磨损进行深入分析,并提出相应的解决方案。

1. 背景介绍:海上风力发电的风机系统有着巨大的挑战,如极端环境、高速运转和长期使用。

在这些严峻条件下,轴承和齿轮的磨损是导致系统故障和损坏的主要因素之一。

2. 磨损的类型:轴承和齿轮主要面临磨损的类型包括磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。

磨粒磨损是由外部颗粒或尘埃引起的颗粒磨粒在轴承和齿轮接触表面的磨损过程。

疲劳磨损是由于材料的应力超过其疲劳极限而导致的磨损。

腐蚀磨损是由于外界环境的腐蚀性物质侵蚀导致的磨损。

3. 影响磨损的因素:海上风力发电系统中,磨损的程度受多个因素的影响。

包括工作环境的温度、湿度和盐度等因素,以及轴承和齿轮的材料和润滑状况等因素。

尤其对于海上风力发电系统,高湿度和高盐度的海洋环境是导致轴承和齿轮磨损的主要因素之一。

4. 磨损分析方法:为了准确分析轴承和齿轮的磨损情况,可以采用多种分析方法。

如表面硬度测试、显微结构观察、扫描电镜观察等方法,可以帮助我们了解磨损发生的原因和机制。

5. 磨损预防措施:为了减少轴承和齿轮的磨损,需要采取一系列预防措施。

首先,选择耐磨损和耐腐蚀的轴承和齿轮材料。

其次,保持良好的润滑状态,选择合适的润滑剂,并定期更换。

此外,定期进行检查和维护,及时替换磨损严重的部件。

6. 案例研究:本研究通过对一台海上风力发电机组的轴承和齿轮进行实地观察和分析,总结了其磨损情况和原因。

通过对磨损程度进行评估和分类,并对可能的解决方案进行了探讨。

7. 结论:海上风力发电用轴承和齿轮的磨损是影响系统可靠性和寿命的主要因素之一。

在应对这一问题时,需要综合考虑工作环境、材料选择和维护等因素,并采取相应的预防和维护措施。

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析随着风电技术的快速发展,风电齿轮箱成为换能系统中的重要组成部分之一。

在运行过程中,风电齿轮箱的高速轴轴承振动问题备受关注,严重影响着齿轮箱的性能和寿命。

风电齿轮箱高速轴轴承振动主要有以下两个问题:一是振动过大,导致齿轮箱噪声增大、寿命缩短和运行不稳定;二是质量不稳定性大,对于齿轮箱的故障诊断和维护带来极大的难度。

为了解决这些问题,需要对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行应用分析。

具体步骤如下:一、采集振动信号首先,需要在风电齿轮箱高速轴轴承处安装振动传感器,采集振动信号。

通常采用加速度传感器进行振动信号的采集,其可将振动信号转换成电信号,再通过滤波和放大处理后进行记录。

二、信号处理采集到的振动信号通常包括轴承自频率、齿轮啮合频率、电机频率和高次谐波等。

需要将这些信号进行滤波、降噪和去除杂波,以便更好地分析和诊断。

三、频谱分析频谱分析是常用的分析方法之一,它能够将时域信号转换成频域信号,进而反映出不同频率的信号成分和各自的频率强度。

通常采用快速傅里叶变换(FFT)进行频谱分析,得到的频谱图能够清晰反映出故障产生的频率和强度,便于对齿轮箱的振动进行评估和故障诊断。

四、时域分析时域分析是通过对振动信号的幅值、频率特征、周期分析等进行分析,来评估齿轮箱的工作状态和健康状况。

通过时域分析可以得到振动信号的整体趋势和变化规律,便于对齿轮箱的故障进行预警和维护。

综上所述,风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析是一项非常重要的技术工作,它能够评估齿轮箱的工作状态和健康状况,及时发现并解决故障,保证其正常运行和寿命。

未来,随着大数据、云计算和人工智能技术的不断发展和深入应用,风电齿轮箱高速轴轴承振动分析将会愈加精准和智能化。

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析

风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析摘要:近年来,我国对电能的需求越来越多,风力发电有了很大进展。

使用风力作为动力的发电机,其内部的齿轮箱是该电机组当中最为核心的一个机械零件。

齿轮箱内部的高速轴,大量的使用圆锥滚子作为轴承。

但这一类型的轴承发生的振动问题,频繁造成齿轮箱的振动大于规定要求的现象。

根据有关的分析了解到,滚子部位出现的波纹度不正常现象,是导致振动大于规定要求这一问题的主要原因。

关键词:风电;齿轮箱;高速轴;轴承振动;应用分析引言风电齿轮箱是双馈风电机组中连接叶轮和发电机的重要部件,是传递能量和承受风载的核心部件。

根据美国和欧洲相关研究机构统计资料表明:齿轮箱是风电机组故障率最高的部件之一,其引起的故障停机时间最长,其中约达50%源于高速轴轴承故障。

高速轴输入端常采用圆柱滚子轴承,输出端采用圆锥滚子轴承,由于外部风载激励和内部激励,特别是齿轮箱输出轴与发电机轴不对中,将使高速轴轴承载荷增大,给轴承带来附加位移和动载响应,加速高速轴轴承过早失效。

1齿轮失效特征归类概述兆瓦级风机齿轮箱工作环境更加复杂,交变载荷以及运行速度的时刻改变给齿轮失效类型的准确诊断和定位带来了很大困难。

除了齿轮长期运行逐渐积累的失效,风力齿轮箱的复杂运行环境使随机冲击带来失效也时常发生。

为此,该文结合齿轮失效机理和失效演化过程对不同失效类型的特征进行归类分析,以便更加快速判断失效程度和类型。

齿轮正常啮合、发生分布式失效、局部失效3种情况,对其时域、频域特征进行具体分析。

发生断齿失效时,在断齿处将会产生很大的冲击,在时域上表现为幅值的规律性增大;在频域上体现为啮合频率及其倍频的边频带数量增加,幅值增大,分布变广,同时由于冲击会引起齿轮箱某阶固有频率,产生共振带。

当齿轮发生分布式失效时,如齿轮发生均匀磨损时,会导致传动间隙增加进而引起齿轮啮合点相对位置的变化,从而使激励成分发生变化。

在频谱表现为旋转频率、啮合频率及其倍频的位置不发生变化,但幅值增大,即会产生啮合频率及其倍频的幅值增大的现象,同时振动信号会激发以转频为间隔的啮合频率边频带。

风电齿轮箱轴承应用分析

风电齿轮箱轴承应用分析

68  ・ 2010年第9期装备材料Equipment & Materials风电齿轮箱是整个风机中非常重要的部件,由于常年受到变载荷及强阵风的冲击,因此在设计、制造和维护上有别于普通齿轮箱。

而且随着风机设计功率的不断提升,风电齿轮箱在满足传递载荷的前提下,体积必须要尽可能小,重量必须要尽可能轻,使用寿命却依然要达到20年以上。

而国内外的应用实践表明,在风电齿轮箱的所有零部件里,轴承是最薄弱的环节之一。

因此,对轴承进行必要的应用分析是保证齿轮箱可靠性的重要手段。

本文将以最常见的风电齿轮箱设计形式为例,具体介绍如何通过对轴承的应用分析,来帮助提高风电齿轮箱的可靠性,达到减少停机时间,提高风电齿轮箱可靠性的目的。

1 风电齿轮箱轴承润滑分析风电齿轮箱输入轴的转速一般在10~20 r/min,由于转速比较低,导致输入轴轴承也就是行星架支撑轴承的油膜形成往往比较难。

油膜的作用是在轴承运转时分开两个金属接触面,避免金属与金属直接发生接触。

可以引入一个参数λ来表征轴承的润滑效果(λ定义为油膜厚度与两接触表面粗糙度之和的比值)。

如果λ>1,说明油膜的厚度足够分开两个金属表面,润滑效果良好;而如果λ<1,则说明油膜的厚度不足以完全分开两个金属表面,润滑效果不理想。

在润滑不良的情况下运转,轴承有可能会发生如图1所示的损伤。

由于风电齿轮箱一般都采用ISOVG320粘度的循环润滑油,因此如果发现λ<1,一般只能通过降低轴承滚道及滚子的粗糙度来改善润滑效果。

另外,在齿轮箱设计时,行星架支撑轴承要尽量避免一端轴承的尺寸太小,在实际的应用分析中发现即使寿命满足条件,这种设计也会导致小轴承的线速度非常低,油膜更加无法形成。

2 风电齿轮箱轴承承载区分析在运转轴承的滚子中一般只有一部分同时承受载荷,而这部分滚子所在的区域称之为轴承的承载区。

轴承承受的载荷大小,运行游隙的大小都会对承载区产生影响。

如果承载区范围太小,滚子在实际的运转中则容易发生打滑现象。

风电齿轮箱高速轴轴承振动应用研究

风电齿轮箱高速轴轴承振动应用研究

风电齿轮箱高速轴轴承振动应用研究发布时间:2021-04-28T10:42:43.477Z 来源:《科学与技术》2021年1月第3期作者:孙晓菊[导读] 风电齿轮箱中会使用高速轴轴承传递能量,孙晓菊采埃孚(天津)风电有限公司 300402摘要:风电齿轮箱中会使用高速轴轴承传递能量,而高速轴轴承的振动参数很可能会对该设施的运行状态造成极其严重的影响,因此为了能够保证风电齿轮箱的运行质量,需要对高速轴轴承的振动情况进行分析。

基于对风电齿轮箱高速轴轴承振动测试方案的确定,文本探讨了在具体的处理过程中,针对振动的控制方案,从而保证该系统可以在寿命周期内保持安全稳定。

关键词:风电齿轮箱;高速轴承;振动参数引言:风电齿轮箱的高速轴轴承在装配中,需要全面根据高速轴轴承的装配位置、高速轴的配置方案以及具体的安装要求对轴承进行建设,同时轴承设施的运行参数和工作质量也必须要能够得到精准化的分析,唯有如此才可以使得高速轴的轴承在振动参数上可以得到精准化的控制,之后确保轴承的运行稳定,此时要求在振动的测试过程,必须采用专业化的方法得到结果。

一、风电齿轮箱高速轴轴承的振动测试方案(一)外观检查工作外观检查是高速轴轴承检查过程中的最基础性检查项目,要求专业的工作人员需要对现场的外圈、内圈、保持架以及滚子等材料进行专业性的目测处理,如果发现轴承的使用上不存在较为严重的异常磨损时,那么就可以确定该轴承在使用过程中,也可以只有在确定轴承所有零部件的结构在目测检查上不存在问题时才可经过后续检查,当然在振动测试方案中,通过了目测现场并不意味着该轴承可直接使用,而是需要经过后续的进一步验证。

(二)自然频率分析工作轴承自然频率的分析中,要采取专业的计算方法,以得到高精准性的分析结果,针对高速轴轴承自然频率的分析工作,其目的是通过对轴承零件的参数分析实现频率的分析工作,分析是否和其他设备的自然频率相同,以防范由于自然频率相同从而引发共振问题,并导致轴承遭受破坏[1]。

风力发电机组齿轮箱轴承1

风力发电机组齿轮箱轴承1

风力发电机组齿轮箱轴承由于风轮转速与发电机转速之间的巨大差距,使得齿轮箱成为风力发电机组中的一个必不可少的部件。

在风力机的运行过程中,风轮的受力状况极为恶劣,经常在急剧变化的重载荷下连继运行数十小时,其所受到的各种载荷都通过主轴直接传递给齿轮箱的低速轴。

而且,风力发电机组的设计通常要求在无人值班运行条件下工作长达20年之久,因此齿轮箱的轴承在此受到了真正的考验。

近年来国内外风力发电机组故障率最高的部件当数齿轮箱,而齿轮箱的故障绝大多数{TodayHot}是由于轴承的故障造成。

本文先简要介轴承的选型,然后根据风力机的特殊工况,对齿轮箱轴承载荷的分析与计算提出方法,供设计人员参考。

1.轴承的选型SKF轴承在箱体中应用广泛,在确定使用轴承之前,应该充分考虑其使用的要求,一般可参循以下几个要素:⑴.可用空间A:对小直径机轴可采用球轴承对大直径机轴可采用圆柱,球面滚子,圆锥滚子轴承。

B:当径向空间有限时,需采用截面较小的轴承。

当轴向空间有限时,可采用圆柱滚子或承受复合负荷的深沟球轴承。

⑵.负荷选择原则为一般性负荷,高转速为球轴承。

重负荷低转速选用滚子轴承。

而复合负载时应考虑特殊情况。

⑶.精度⑷.转速由样本可查知还与其所受润滑条件和轴承的径向游隙有关。

⑸.噪音⑹.刚性⑺.对中⑻.轴向位移⑼.安装与拆卸总的来讲,轴承应用应考虑以上几个基本情况。

目前SKF已在世界上风力发电比较发达的国家如美国,西班牙,丹麦,德国等设备上广泛使用。

例如西班牙的Ecotecnia公司,SKF就为其设计了圆锥滚子轴承,并采用了先进的软件进行摸拟轴承在未投入实际前就展示出其运行情况。

当确定好某个型号后,其寿命情况根据公式L10=(C/Peq)ε可得其百万转为单位的额定寿命。

但考虑到实际应用中会有很多条件,比如风力机的受力状态和工作状态的不稳定性,以及日常的维护及保养等等,对额定载荷C和当量动载荷Peq应加以修正。

SKF通过由一系列优质产品和服务组成的无忧运转计划可防止超过60%的轴承出现过早损毁。

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 ・ 2010年第9期
装备材料Equipment & Materials

电齿轮箱是整个风机中非常重要的部件,由于常年受到变载荷及强阵风的冲击,因此在
设计、制造和维护上有别于普通齿轮箱。

而且随着风机设计功率的不断提升,风电齿轮箱在满足传递载荷的前提下,体积必须要尽可能小,重量必须要尽可能轻,使用寿命却依然要达到20年以上。

而国内外的应用实践表明,在风电齿轮箱的所有零部件里,轴承是最薄弱的环节之一。

因此,对轴承进行必要的应用分析是保证齿轮箱可靠性的重要手段。

本文将以最常见的风电齿轮箱设计形式为例,具体介绍如何通过对轴承的应用分析,来帮助提高风电齿轮箱的可靠性,达到减少停机时间,提高风电齿轮箱可靠性的目的。

1 风电齿轮箱轴承润滑分析
风电齿轮箱输入轴的转速一般在10~20 r/min,由于转速比较低,导致输入轴轴承也就是行星架支撑轴承的油膜形成往往比较难。

油膜的作用是在轴承运转时分开两个金属接触面,避免金属与金属直接发生接触。

可以引入一个参数λ来表征轴承的润滑效果(λ定义为油膜厚度与两接触表面粗糙度之和的比值)。

如果λ>1,说明油膜的厚度足够分开两个金属表面,润滑效果良好;而如果λ<1,则说明油膜的厚度不足以完全分开两个金属表面,润滑效果不理想。

在润滑不良的情况下
运转,轴承有可能会发生如图1所示的损伤。

由于风电齿轮箱一般都采用ISOVG320粘度的循环润滑油,因此如果发现λ<1,一般只能通过降低轴承滚道及滚子的粗糙度来改善润滑效果。

另外,在齿轮箱设计时,行星架支撑轴承要尽量避免一端轴承的尺寸太小,
在实际的应用分析中发现即使寿命满
足条件,这种设计也会导致小轴承的线速度非常低,油膜更加无法形成。

2 风电齿轮箱轴承承载区分析
在运转轴承的滚子中一般只有一部分同时承受载荷,而这部分滚子所在的区域称之为轴承的承载区。

轴承承受的载荷大小,运行游隙的大小都会对承载区产生影响。

如果承载区范围太小,滚子在实际的运转中则容易发生打滑现象。

对于风电齿轮箱而言,如果主轴的设计采用双轴承支撑的方案,那么理论上只有扭矩传递到齿轮箱。

在这种情况下,经过简单的受力分析,不难发现行星架支撑轴承承受的载荷是比较小的,因此轴承的承载区往往也比较小,滚子容易发生打滑。


前,在风电齿轮箱设计中行星架支撑轴承一般采用两个单列圆锥轴承或者两个满滚子圆柱轴承的方案。

可以通过适当预紧圆锥滚子轴承或者减小圆柱滚子轴承游隙的方法来提高承载区。

图2给出的是减少游隙前后承载区的比较。

另外,对承载区的分析可以帮助了解双列轴承是否存在仅有一列承载的问题。

目前很多风电齿轮箱制造商在高速轴上采用圆锥滚子轴承加圆柱滚子轴承的方案,
风电齿轮箱轴承应用分析
■ 陆建国/铁姆肯公司
国内外的应用实践表明,在风电齿轮箱的所有零部件里,轴承是最薄弱的环节之一,对轴承进行必要的应用分析是保证齿轮箱可靠性的重要手段。

图1 在润滑不良的情况下运转,
轴承有可能会发生损伤
图2
游隙减少前后承载区的比较
(a) 游隙减小前(b) 游隙减小后
2010年第9
期 ・ 
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装备材料
Equipment & Materials 这种方案解决了传统球轴承加圆柱滚子轴承方案中球轴承容易出现点蚀和剥落的问题,但是这种方案必须要注意一个问题,那就是要避免双列圆锥滚子轴承发生单列承载的现象。

双列圆锥滚子轴承单列承载危害很大:一方面使得轴承的实际承载能力大大降低,从而导致疲劳寿命急剧减小;另一方面使得不受力的一列滚子容易处于打滑状态。

而通过对承载区的分析,可以了解所选择的双列圆锥滚子轴承是否存在单列承载的问题,并且可以采取针对性的措施。

风电齿轮箱高速轴的转速一般为1100~2 000 r/min,由于转速比较高,轴承所选择的游隙值相对其他位置轴承一般要大一些,但是游隙比较大也容易造成单列承载的情况。

如果发现单列承载的现象确实存在,那么可以考虑采用不同锥角的圆锥轴承配对使用,如图3所示,用大锥角轴承承受轴向力,而小锥角轴承则可以很好地避免不受轴向力一列脱开而导致单列承载。

总而言之,对轴承承载区的分析可以更好地了解轴承的运行状态,以便优化轴承的选型以及完善齿轮箱的设计。

3 风电齿轮箱轴承应力分析
风电齿轮箱区别于普通齿轮箱的一个最大特点,就在于所承受载荷的无规律性。

以国内目前流行的1.5 MW齿轮箱为例,一般名义功率值为1 660 kW,但其载荷谱内最大功率值一般可以达到5 000 kW左右,大约是名义功率值的3倍。

其反转最大功率值一般可以达到名义功率值的2倍左右,它们也常常被用来进行安全静载系数的校核。

在功率值远大于名义功率值的情况下,轴承出现应力集中的概率会大大增加,这一现象在低速中间轴尤为
突出,原因在于低速中间轴一般采用空心轴,刚度相对较差,容易出现偏心的情况,而偏心则可以加剧应力集中现象的发生。

如图4所示,是低速中间轴轴承在3倍名义功率值时受力最大的滚子应力分布情况,我们可以看到应力集中的现象比较严重,为了避免这种应力集中的
发生,Timken 轴承可以采用滚子特殊修型解决这一问
题,如图5所示,它是同一轴承在同一工况下采用特殊滚子修型后的应力分布情况。

以上主要针对风电齿轮箱的应用特点,
分别从润滑、轴承承载区和应力集中等几方面介绍了风电齿轮箱轴承
选择和分析必须要注意的几个要点,希望可以以此来避
免上述提到的一些问题,从而提高风电齿轮箱的可靠性,降低风机停机时间。

EM
(收稿日期:2010-08-20)
图4 低速中间轴轴承在3倍名义功率值时受力最大的
滚子应力分布情况
图5 同一轴承在同一工况下采用特殊滚子修型后的应力分布情况

图3 不同锥角圆锥轴承配对使用,可以有效防止单列承载现象的发生
径向力
径向力
轴向力。

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