1.5MW风电齿轮箱关键结构设计综述

1.5MW风电齿轮箱关键结构设计综述

摘要：文章通过对国电联合动力技术（包头）有限公司设计研发的 1.5MW 风电齿轮箱GD1663A机型的润滑技术研究、密封技术研究、高速轴系结构研究、轴承游隙测量研究及关键零部件的精密加工技术研究等方面进行综述，旨在通过一系列关键技术的研究综述，说明国电联合动力技术（包头）有限公司生产的齿轮箱是一款高性能齿轮箱。

关键词：风电齿轮箱；结构设计

概述

国电联合动力技术（包头）有限公司在进行1.5MW风电齿轮箱GD1663A 机型研制过程中，在结合前期引进并试制的德国阿尔丁1.5MW齿轮箱技术的基础上，聘请国内外知名风电齿轮箱行业技术专家，依据多年专业齿轮箱的研发和制造经验，在了解和掌握国内外风电行业最新技术动态及相关标准规范的基础上，对1.5MW风电齿轮箱设计制造的关键技术进行研究，掌握了核心设计制造技术【1】。

1.风电齿轮箱润滑技术研究

风电齿轮箱花键润滑冷却方法其特征是：在风电齿轮箱装配中，太阳轮和太阳轮压板之间形成一圈圆周间隙，在太阳轮和花键套的内、外花键啮合部位右侧的花键套上以太阳轮轴线为对称开有两个与太阳轮轴线成27°的夹角的孔，润滑油从太阳轮和太阳轮压板之间间隙流入到内、外花键啮合部位，对内、外花键润滑。当花键套上的孔随着工件旋转至正下位置时，流入内、外花键部位的油液从孔中流出，实现油液的循环。其优点是：本设计方法中机械结构简单，加工制造难度低、装配难度低，不会因加工精度差而出现问题。无需增加润滑冷却零件就能达到对花键润滑冷却的目的，以保证花键在传递扭矩的时候，温度正常。

2.风电齿轮箱密封技术研究

风电齿轮箱机械迷宫密封结构包括后箱体、输出轴、输出轴密封环、输出轴端盖、输出轴甩油环。输出轴通过球轴承安装在后箱体上，在球轴承与输出轴密封环以及输出轴间设有第一回油腔，输出轴密封环与输出轴端盖间设有第二回油腔，其特征是：在后箱体的上部侧壁端面上沿轴向开有贯通侧壁的通气孔，在后箱体的下部侧壁端面上开有与轴线倾斜6°的第一回油孔和第二回油孔，第一回油孔位于后箱体侧壁端面的正下部，第二回油孔的轴线与铅垂线成40°夹角；在输出轴端盖的内孔上开有两个环形槽，使得输出轴端盖与输出轴甩油环间形成第三回油腔和第四回油腔。其优点是：能够有效地保证在齿轮箱运行过程中不漏油【2】。

3.风电齿轮箱高速轴系结构研究

风电齿轮箱的高速轴系，包括高速轴、与高速轴配套的轴承，其特征是：在高速轴的低速端采用NU型圆柱滚子轴承，高速轴高速端采用N型圆柱滚子轴承，在高速轴高速端的末端采用四点接触球轴承。其优点是：高速轴系中的轴承选用合理，使得在高速轴系的拆卸过程中，高速轴上安装的所有部件都可以与高速轴一并取出，不需要另外采用工装来拆离后箱体，从而使得齿轮箱在后续维修中效率大大提高，从而降低了齿轮箱的成本。

4.风电齿轮箱轴承游隙测量研究

风电齿轮箱轴承安装游隙测量工装包括支撑法兰、辅助测量环、模拟隔套，其特征是：支撑法兰的支撑面为平面，辅助测量环和模拟隔套均为圆环形，辅助测量环和模拟隔套的上、下面为相互平行的平面，模拟隔套的外径小于辅助测量环的内径，模拟隔套的厚度较辅助测量环的厚度小1mm。其优点是：模拟隔套和辅助测量环代替深度尺测量，大大缩短了测量时间，减少测量累积误差，确保装配要求，提高了生产效率【3】。

5.关键零部件的精密加工技术研究研究齿轮齿面精确修形和镜面抛光技术，大型薄壁内齿圈齿面强化及热处理变形控制技术，齿轮、箱体、行星架等关键零部件精密高效加工技术。通过大量的实践，以及自主创新和学习国际先进经验，同时建立一系列公司自己的实验室来达到关键零部件的精密加工的要求。

总之，通过一系列关键技术的研究和设计，以其达到设计出更高性能齿轮箱的目的。同时证明我公司生产的1.5MW风电齿轮箱关键结构和技术可靠，同时符合国内外风电行业最新技术动态及相关标准规范的要求。

参考文献：

[1]汤克平.风电增速箱结构设计叙谈.机械传动，2004，28（5）：33.34

[2]秦大同等.兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化.重庆大学学报，2009，32（4）

[3]肖英.风力发电机增速装置的研究.[硕士学位论文].哈尔滨：哈尔滨上业大学，2006：8.15