风电齿轮箱介绍PPT课件
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风电齿轮箱介绍
②、点蚀：在齿面啮合处，由于循环交变应力长期作用，当应力超过材料的接触疲劳极限，经过一定应 力循环次数后，先在节线附近的齿轮表面产生细微的疲劳裂纹,扩展后将导致小块金属剥落，产生 齿面点蚀。
7
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
③、剥落：点蚀扩展
8
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
④、胶合：局部温升、重载，润滑不够
②、油压低
19
风电齿轮箱介绍
谢谢！
20
4
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
①、断裂：热处理不到位，偏载、过载、严重冲击 ②、点蚀：表面裂纹扩张、磨粒、剥落 ③、磨损：金属微粒、灰尘、润滑 ④、胶合：局部升温及重载、润滑不足
5
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
①、断裂： 热处理不到位，偏载、过载、严重冲击
6
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
④、规范取油样的重要性
15
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、运维
⑤、齿面、轴承磨损分级：
16
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
①、误报油位低（老式南高齿、重齿）
17Байду номын сангаас
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
②、油温高/油温功率减小
18
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
①、螺栓及弹性支撑 清理） ②、空气过滤器 ③、润滑冷却系统（彻底
④、取油样（必须按要求）
⑤、齿面、轴承检查
12
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、运维
②、空滤（堵头或胶条是否取下）
13
7
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
③、剥落：点蚀扩展
8
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
④、胶合：局部温升、重载，润滑不够
②、油压低
19
风电齿轮箱介绍
谢谢！
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4
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
①、断裂：热处理不到位，偏载、过载、严重冲击 ②、点蚀：表面裂纹扩张、磨粒、剥落 ③、磨损：金属微粒、灰尘、润滑 ④、胶合：局部升温及重载、润滑不足
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风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
①、断裂： 热处理不到位，偏载、过载、严重冲击
6
风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
④、规范取油样的重要性
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风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、运维
⑤、齿面、轴承磨损分级：
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风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
①、误报油位低（老式南高齿、重齿）
17Байду номын сангаас
风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
②、油温高/油温功率减小
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风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、故障消缺
①、螺栓及弹性支撑 清理） ②、空气过滤器 ③、润滑冷却系统（彻底
④、取油样（必须按要求）
⑤、齿面、轴承检查
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风电齿轮箱介绍
二、齿轮箱运维： 1、运维
②、空滤（堵头或胶条是否取下）
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重齿风电齿轮箱知识专题培训课件
齿轮的名称 1、内齿轮 2、行星轮 3、太阳轮
4、花键轴齿轮 5、中间齿轮
6、输出轴齿轮 7、油泵齿轮
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮的材料 1、42CrMoA 2、17CrNiMo6 3、20C箱的齿轮基础
齿轮材料的合理选择 ●机械性能 强度、硬度、塑性、韧性等 ●工艺性能 锻造、切削加工、热处理等 ●经济性能 费用
风电齿轮箱轴承主要类型 满圆柱滚子轴承； 圆柱滚子轴承； 调心滚子轴承； 圆锥滚子轴承； 四点接触球轴承；
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 圆柱滚子轴承：
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承选用准则： 风力发电机组振动大，对轴承的安装有严格的工业标准规定。
振动会传到轴承滚道内产生磨损毛刺，破坏轴承滚道的润滑，造成 轴承失效。由于不同材料之间不易产生磨损破坏，箱体采用了球墨 铸铁，利用球墨铸铁较高的韧性、塑性、低温抗冲击值减少对轴承 的有害影响，我们根据轴承的动静负荷的计算方法，按照风电发电 机组对轴承寿命的要求，对轴承寿命进行校核计算。
4）两级行星 目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750
该结构常见于Renk系列， 重点在于齿圈输入，行星 轮轴通过轴承连接到箱体 上，该结构的好处就是行 星齿轮上轴承外圈与箱体 连接，改进了轴承工作环 境，增加了轴承的使用寿 命；但不足是该结构加工 精度和装配要求高
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮失效的主要形式： 1、断裂：偏载、过载、严重冲击；热处理 2、点蚀：表面裂纹扩张、磨粒、剥落 3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质 4、塑性变形：重载、热处理。 5、磨损：金属微粒、灰尘、润滑
重齿风电齿轮箱知识演示文稿
。直径小、横向比
较长。
扭转臂与风力发电
机底盘通过弹性支
撑连接。该结构紧
凑、弹性支承使齿
轮箱整体有一定柔
性。重心位置正好
在支撑轴线上，减
轻了齿轮箱的受力
和振动。
第7页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构
3）单级行星（半直驱）
目前我公司有的型号：
FLD1500F
第8页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
他所有齿轮均为渗碳淬火硬齿面齿轮，渗碳淬火后磨齿，齿面硬度为60±2HRC，
精度5-6 GB10095。
根据等强度原则使各级传动中的承载能力大致相等，齿轮几何尺寸计算按照
GB1356进行计算。齿轮接触疲劳强度，弯曲疲劳强度按照GB3480渐开线圆柱齿轮
承载能力计算方法进行计算。
第14页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
等）。随着国内轴承技术的逐步提高，将来齿轮箱的轴承国产化将会完全实现。
第21页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类：
按载荷方向：向心轴承、推力轴承
按滚动体形态：球轴承
滚子轴承：圆柱滚子
圆锥滚子
球面滚子
滚针
第22页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型
的流向。当油温低于45℃时，润滑油直接进入齿轮箱；当油温高于45℃时，温控阀开始动作，润滑
油经冷却器冷却后再进入到齿轮箱。在齿轮箱的入口和油泵的出口均装有压力传感器用于检测润
滑油的压力。
过滤器为双精度过滤，当温度低于+10°C 时由于粘度较低，或当过滤器滤芯压差大于4bar 时，
较长。
扭转臂与风力发电
机底盘通过弹性支
撑连接。该结构紧
凑、弹性支承使齿
轮箱整体有一定柔
性。重心位置正好
在支撑轴线上，减
轻了齿轮箱的受力
和振动。
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一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构
3）单级行星（半直驱）
目前我公司有的型号：
FLD1500F
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一、齿轮箱基本认识
他所有齿轮均为渗碳淬火硬齿面齿轮，渗碳淬火后磨齿，齿面硬度为60±2HRC，
精度5-6 GB10095。
根据等强度原则使各级传动中的承载能力大致相等，齿轮几何尺寸计算按照
GB1356进行计算。齿轮接触疲劳强度，弯曲疲劳强度按照GB3480渐开线圆柱齿轮
承载能力计算方法进行计算。
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一、齿轮箱基本认识
等）。随着国内轴承技术的逐步提高，将来齿轮箱的轴承国产化将会完全实现。
第21页，共69页。
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类：
按载荷方向：向心轴承、推力轴承
按滚动体形态：球轴承
滚子轴承：圆柱滚子
圆锥滚子
球面滚子
滚针
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一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型
的流向。当油温低于45℃时，润滑油直接进入齿轮箱；当油温高于45℃时，温控阀开始动作，润滑
油经冷却器冷却后再进入到齿轮箱。在齿轮箱的入口和油泵的出口均装有压力传感器用于检测润
滑油的压力。
过滤器为双精度过滤，当温度低于+10°C 时由于粘度较低，或当过滤器滤芯压差大于4bar 时，
风电齿轮箱介绍
行星轮系和差动轮系统称为周转轮系 [一个周转轮系由三类构件组成：一个系杆（行星架）、一 个或几个行星轮（目前主要为三个行星轮，部分载荷大的为四个行星轮，带柔性销的可具有更 多的行星轮）、一个或几个与行星轮相啮合的中心轮（目前主要为两个，一个太阳轮，一个齿 圈）]
行星轮系中，两个中心轮有一个固定（目前常见的为齿圈固定）；差动轮系中，两个中心轮都 可以动。目前国内外常见的风电齿轮箱主要为行星轮系结构，但也有部分厂家选用的为差动轮 系。因此本文主要介绍的是行星轮系结构。
行星轮系相对平行轴系的优点：结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、噪音小等； 行星轮系相对平行轴系的缺点：结构复杂、加工要求高、装配要求高等。
2020/5/4
a
5
一级行星两级平行结构
该种结构主要用于2MW以及2MW以下功率的风电齿轮箱，用一组 平行级代替行星级，可靠性高，但体积与重量大
2020/5/4
2020/5/4
a
14
齿轮箱铭牌
2020/5/4
a
15
行星级
某1.5MW齿轮箱装配图
高速级
2020/5/4
中间级
a
16
风电齿轮箱结构详细描述
行星级
收缩盘
扭力臂 喷油环
行星架
行星架叶片 侧轴承
行星架透盖
2020/5/4
a
箱体 齿圈 行星轮 销轴 行星轮轴承 行星架电机侧 轴承 喷油环 太阳轮
17
中广核桥六第二风电场
2017年8月25日
风电齿轮箱简介
a
2
风力发电机结构图
双馈式风机
2020/5/4
永磁直驱式风机
a
3
风电主齿轮箱结构
齿轮箱结构：
行星轮系中，两个中心轮有一个固定（目前常见的为齿圈固定）；差动轮系中，两个中心轮都 可以动。目前国内外常见的风电齿轮箱主要为行星轮系结构，但也有部分厂家选用的为差动轮 系。因此本文主要介绍的是行星轮系结构。
行星轮系相对平行轴系的优点：结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、噪音小等； 行星轮系相对平行轴系的缺点：结构复杂、加工要求高、装配要求高等。
2020/5/4
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一级行星两级平行结构
该种结构主要用于2MW以及2MW以下功率的风电齿轮箱，用一组 平行级代替行星级，可靠性高，但体积与重量大
2020/5/4
2020/5/4
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齿轮箱铭牌
2020/5/4
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行星级
某1.5MW齿轮箱装配图
高速级
2020/5/4
中间级
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风电齿轮箱结构详细描述
行星级
收缩盘
扭力臂 喷油环
行星架
行星架叶片 侧轴承
行星架透盖
2020/5/4
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箱体 齿圈 行星轮 销轴 行星轮轴承 行星架电机侧 轴承 喷油环 太阳轮
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中广核桥六第二风电场
2017年8月25日
风电齿轮箱简介
a
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风力发电机结构图
双馈式风机
2020/5/4
永磁直驱式风机
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风电主齿轮箱结构
齿轮箱结构：
风电齿轮箱讲义
• 上表中列举了齿轮箱中各类零件损坏的百分比。由表可见，在齿轮箱中齿轮本身 的故障所占比重大，为60%。说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质 量及其运行维护水平是关键问题。齿轮在机械加工中是一种高度复杂的成形零件， 而在高速、重载下运行的齿轮，其工作条件又相对比其他零部件恶劣。
第17页/共47页
齿轮的故障特征预估障间的关系
第19页/共47页
四、风电齿轮箱的使用、维护和检查
• 以1500KW齿轮箱为例说明： 1 、运行前的检查： • 1.1安装完后，所有多余材料、工具、安装用的工装设备都应拿
走。 • 1.2连接螺栓是否拧紧。 • 1.3齿轮箱壳体的连接螺栓是否拧紧。 • 1.4手动盘车有无阻滞现象。 • 1.5油量是否达到油标刻度。从减速箱的通气帽处加入规定的清
第31页/共47页
表（一） 螺栓的拧紧力矩
螺栓
用扭力扳手的力矩 N.m
大小
8.8 级
10.9 级
M8
21
30.4
M10
42.1
60.8
M12
73.5
104.9
M14
114.7
166.6
M16
176.4
254.8
M18
250.8
356.7
M20
357.7
509.6
M22
480.2
676.2
M24
617
10927
9310
13279
11466
16317
13818
19698
第32页/共47页
12.9 级 34.3 68.6 119.6 189.1 289.1 401.8 568.4 774.2 980 1460 1970 3440 5508 8330 10682 13328 16219 19894 24010
风电齿轮箱讲解共55页PPT
风电齿轮箱讲解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
风电齿轮箱(增速机)基础知识简介PPT版
的寿命最少20年的要求，视载荷谱所列 载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其 零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强 度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动 力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方 法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试 验的方法。 • 在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工 设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其 中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部 件以及整机进行可靠性估算
风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左 右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低 噪声的措施： – 适当提高齿轮精度，进行齿形修圆，增加啮合 重合度； – 提高轴和轴承的刚度； – 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； – 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械 振动控制在GB/T8543规定的C级之内。
四、齿轮箱的主要零部件
铸件类：机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类：内齿圈、齿轮、轴 标准件类：轴承、螺栓
整机
机体
扭力臂
行星架
内齿圈
五、装配关系
六、装配清洁度
在风电齿轮箱的装配过程中要必须保证 清洁度
设计要求
• • • • 设计载荷 效率 噪声级 可靠性
（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。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。
（二）效率
齿轮箱的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。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左 右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低 噪声的措施： – 适当提高齿轮精度，进行齿形修圆，增加啮合 重合度； – 提高轴和轴承的刚度； – 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； – 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械 振动控制在GB/T8543规定的C级之内。
四、齿轮箱的主要零部件
铸件类：机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类：内齿圈、齿轮、轴 标准件类：轴承、螺栓
整机
机体
扭力臂
行星架
内齿圈
五、装配关系
六、装配清洁度
在风电齿轮箱的装配过程中要必须保证 清洁度
设计要求
• • • • 设计载荷 效率 噪声级 可靠性
（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。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。
（二）效率
齿轮箱的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。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
风电齿轮箱日常维护及故障处理PPT
案例三
预防性维护措施
实施过程
某风电场采取了一系列预防性维护措施， 包括定期检查、油样分析、振动监测等。
制定详细的维护计划，配备专业的维护人 员和设备，严格按照计划执行维护工作。
效果评估
改进建议
通过对比实施预防性维护前后的数据，发 现齿轮箱的故障率明显降低，风机的可利 用率得到提高。
根据效果评估结果，进一步完善预防性维 护措施，加强与生产厂家的合作与交流， 提升风电场运营效益。
油路堵塞及处理方法
总结词
油路堵塞会导致风电齿轮箱润滑不良，加剧齿轮和轴承的磨损。
详细描述
油路堵塞的原因可能是油中杂质过多、滤清器堵塞或管道不畅。处理方法包括定 期清洗油箱，清理油中杂质；检查并更换滤清器，保持油路畅通；检查管道连接 是否紧固，防止松动和漏油；加强油品质量管理，选用质量可靠的油品。
温度过高及处理方法
风电齿轮箱日常维护 及故障处理
目录
• 风电齿轮箱概述 • 风电齿轮箱日常维护 • 风电齿轮箱常见故障及处理 • 风电齿轮箱故障预防措施 • 风电齿轮箱维护与故障处理的案例分析
01
风电齿轮箱概述
风电齿轮箱的定义与作用
定义
风电齿轮箱是风力发电机组中的重要 组成部分，主要承担着将风能转化为 机械能，进而转化为电能的职责。
03
对齿轮和轴承等关键部位进行定期检查和保 养，确保其正常运转。
04
对齿轮箱进行定期全面检查，对发现的问题 及时处理，防止故障扩大。
03
风电齿轮箱常见故障及处 理
齿轮磨损及处理方法
总结词
齿轮磨损是风电齿轮箱常见的故障之一，会导致传动效率降低和设备损坏。
详细描述
齿轮磨损主要是由于润滑不良、异物进入或长时间使用磨损所致。处理方法包括定期检查润滑系统，确保油位、 油质正常；加强设备密封，防止异物进入；及时更换磨损严重的齿轮，采用合适的材料和热处理工艺提高齿轮强 度和耐磨性。
风电机组齿轮箱PPT课件
3.1.4 润滑与冷却系统的工作过程
齿轮油温度范围-15ºC至 45ºC之间状态一：
刚开机油温较低的时候
齿轮油的温度较低，所 以齿轮油的黏度大，造成系 统内压力升高。如果此时系 统内压力高于10bar，那么 齿轮油通过溢流阀（安全阀） 直接流回齿轮箱，加速齿轮 油的循环，使油温迅速升高， 降低系统的压力。此时的回 路如左图红线所示。
齿轮箱
低转速 叶轮
将低转速的动能转化 为高转速的动能
齿轮箱
需要高转速 发电机
1. SL1500风电机组齿轮箱的概况 2. SL1500风电机组齿轮箱的结构原理 3. SL1500风电机组齿轮箱的附件
一. 齿轮箱的概况
1. 安装于主机架内 2. 位于机舱中部偏叶轮部分 3. 齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2 后端通过联轴器 与发电机相连
4. 轮系中均匀分布的几个行星轮共同承受载荷，行星轮公 转产生的离心惯性力与齿廓啮合处的径向力相平衡，使 受力状况较好，效率较高。
5. 传动比的合理分配。SL1500风机各级传动比在3--5之间。
2.4.1 齿轮箱齿面点蚀
轮齿受力后，齿面接触处将产生循环变化的接触应力， 在接触应力反复作用下，轮齿表层或次表层出现不规则的 细线状疲劳裂纹，疲劳裂纹扩展的结果，使齿面金属脱落 而形成麻点状凹坑，称为齿面疲劳点蚀，简称为点蚀。
压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。
溢流阀：一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用 和安全保护作用。泵单元中 3bar/10bar/0.2bar溢流阀，分别是在压 力大于3bar和10bar的时候打开。0.2bar溢流阀防止回流。
大型风力发电机组齿轮箱常见结构分析-PPT精品文档
分析
• 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式）
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式） 该形式齿轮箱为最常见类型，扭转臂与风 力发电机底盘通过弹性支撑连接。该结构 紧凑、弹性支承使齿轮箱整体有一定柔性， 不足之处是行星轮轴上轴承要求高，容易 失效
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰 式）
风力发电机组齿轮箱结构形式比 较分析
风电齿轮箱模型计算分析
设计design
载荷谱load
功率流power
齿轮分析gear
轴承分析bear
系统变形system
主要评审内容
齿轮静强度 行星轮系均载分析 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核 齿轮齿面接触 疲劳强度度校核 轴的静强度校核 轴的疲劳强度校核 轴承载荷及寿命校核 重要零部件有限元分析
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰 式） 该结构形式的齿轮箱与常用齿轮箱区别在 于齿轮箱前端盖与机组底盘连接形式，法 兰螺栓连接的方式与扭转臂连接方式相比， 刚度要高，柔性要差，但该结构可以减轻 底盘振动对齿轮箱内部轴承与齿轮啮合的 影响
风电齿轮箱
• 齿圈输入两级行星一级平行
风电齿轮箱
• 齿圈输入两级行星一级平行 该结构常见于Renk系列，重点在于齿圈输 入，行星轮轴通过轴承连接到箱体上，该 结构的好处就是行星齿轮上轴承外圈与箱 体连接，改进了轴承工作环境，增加了轴 承的使用寿命；但不足是该结构加工精度 要求高。
一级行星两级平行
风电齿轮箱
• 一级行星两级平行 该结构同两级行星一级平行结构都是较常 见风电齿轮箱结构形式。该结构较两级行 星一级平行而言用一组平行齿轮代替一组 行星传动，从而降低了行星齿轮及轴承的 失效风险，增强了齿轮箱整体的可靠性； 不足之处在于增加体积与重量。
• 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式）
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式） 该形式齿轮箱为最常见类型，扭转臂与风 力发电机底盘通过弹性支撑连接。该结构 紧凑、弹性支承使齿轮箱整体有一定柔性， 不足之处是行星轮轴上轴承要求高，容易 失效
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰 式）
风力发电机组齿轮箱结构形式比 较分析
风电齿轮箱模型计算分析
设计design
载荷谱load
功率流power
齿轮分析gear
轴承分析bear
系统变形system
主要评审内容
齿轮静强度 行星轮系均载分析 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核 齿轮齿面接触 疲劳强度度校核 轴的静强度校核 轴的疲劳强度校核 轴承载荷及寿命校核 重要零部件有限元分析
风电齿轮箱
• 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰 式） 该结构形式的齿轮箱与常用齿轮箱区别在 于齿轮箱前端盖与机组底盘连接形式，法 兰螺栓连接的方式与扭转臂连接方式相比， 刚度要高，柔性要差，但该结构可以减轻 底盘振动对齿轮箱内部轴承与齿轮啮合的 影响
风电齿轮箱
• 齿圈输入两级行星一级平行
风电齿轮箱
• 齿圈输入两级行星一级平行 该结构常见于Renk系列，重点在于齿圈输 入，行星轮轴通过轴承连接到箱体上，该 结构的好处就是行星齿轮上轴承外圈与箱 体连接，改进了轴承工作环境，增加了轴 承的使用寿命；但不足是该结构加工精度 要求高。
一级行星两级平行
风电齿轮箱
• 一级行星两级平行 该结构同两级行星一级平行结构都是较常 见风电齿轮箱结构形式。该结构较两级行 星一级平行而言用一组平行齿轮代替一组 行星传动，从而降低了行星齿轮及轴承的 失效风险，增强了齿轮箱整体的可靠性； 不足之处在于增加体积与重量。
风电齿轮箱介绍
在应用单列圆锥滚子轴承的轴承配置中，必须考虑这类轴承的特殊性，其必须与 另一个圆锥轴承配对才可以使用，或以配组轴承方式。
2024/2/5
25
On the evening of July 24, 2021
轴承
Courseware template
5、圆锥滚子轴承 在轴承配置中，如果单个圆锥滚子轴承的负载能力不足，或轴需要作两个方向的 轴向定位，可以应用双列配对轴承。配对方式包括面对面、背对背以及串联。目 前在风电齿轮箱上最常用的方式为面对面配置。
风电齿轮箱介绍
It is applicable to work report, lecture and teaching
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中广核桥六第二风电场
2017年8月25日
On the evening of July 24, 2021
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在风电齿轮箱的设计中，QJ系列四点接触球轴承是与另一个径向轴承共同使用， QJ轴承只纯粹作为推力轴承，外圈安装在轴承座上留有一定的间隙。为防止外 圈在轴承座中转动，可选择外圈带两个互成180度的定位槽的轴承。
管轴轴承
管轴透盖
19
高速轴叶片侧 轴承
中间轴叶片侧 轴承
2024/2/5
风电齿轮箱结构详细描述
Courseware template
高速轴叶片侧 轴承 高速轴透盖 甩油环
高速轴 齿轮
On the evening of July 24, 2021
中间齿轮轴
中间轴电机侧 轴承
中间级闷盖
20
轴承
风电齿轮箱常用轴承类型：
带主轴齿轮箱
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2024/2/5
25
On the evening of July 24, 2021
轴承
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5、圆锥滚子轴承 在轴承配置中，如果单个圆锥滚子轴承的负载能力不足，或轴需要作两个方向的 轴向定位，可以应用双列配对轴承。配对方式包括面对面、背对背以及串联。目 前在风电齿轮箱上最常用的方式为面对面配置。
风电齿轮箱介绍
It is applicable to work report, lecture and teaching
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中广核桥六第二风电场
2017年8月25日
On the evening of July 24, 2021
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在风电齿轮箱的设计中，QJ系列四点接触球轴承是与另一个径向轴承共同使用， QJ轴承只纯粹作为推力轴承，外圈安装在轴承座上留有一定的间隙。为防止外 圈在轴承座中转动，可选择外圈带两个互成180度的定位槽的轴承。
管轴轴承
管轴透盖
19
高速轴叶片侧 轴承
中间轴叶片侧 轴承
2024/2/5
风电齿轮箱结构详细描述
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高速轴叶片侧 轴承 高速轴透盖 甩油环
高速轴 齿轮
On the evening of July 24, 2021
中间齿轮轴
中间轴电机侧 轴承
中间级闷盖
20
轴承
风电齿轮箱常用轴承类型：
带主轴齿轮箱
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2020/4/7
10
齿轮箱与主轴联接方式
收缩盘联接 一般用于3MW以下机型 无法满足更大功率机型的需求
2020/4/7
法兰联接 可用于更大功率机型
11
齿轮箱与电机联接方式
键联接
2020/4/7
收缩盘联接
12
齿轮箱固定方式
弹性支撑轴联接
2020/4/7
方块联接
13
齿轮箱铭牌
一般风电齿轮箱铭牌包含以下信息： 1、型号------------齿轮箱型号； 2、功率------------额定状态下齿轮箱的运行功率，非风机（发电机）功率； 3、速比------------齿轮箱的输出转速与输入转速的比值； 4、输入转速------额定状态下齿轮箱行星架的输入转速（叶片转速）； 5、输出转速------额定状态下齿轮箱高速轴的输出转速（发电机转速）； 6、重量-------------一般指齿轮箱出厂前的重量，不含润滑油，可能含收缩 盘（如果发货时不含收缩盘，显示的重量则不含收缩盘）； 7、润滑油型号---推荐的润滑油牌号，只有设计认可的润滑油才允许使用； 同时，也是齿轮箱出厂前试验所用的润滑油牌号，更换其他允许的润滑 油须经过一系列清洗； 8、润滑油量------齿轮箱设计的润滑油量，能够满足齿轮箱正常运行。 9、序列号----------齿轮箱唯一的编号，通过编号可以查到齿轮箱制造过程 的数据； 10、生产日期-----齿轮箱的制造日期
2020/4/7
14
齿轮箱铭牌
2020/4/7
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行星级
某1.5MW齿轮箱装配图
高速级
2020/4/7
中间级
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风电齿轮箱结构详细描述
行星级
收缩盘
扭力臂 喷油环
行星架
行星架叶片 侧轴承 行星架透盖
2020/4/7
箱体 齿圈 行星轮 销轴 行星轮轴承 行星架电机侧 轴承 喷油环 太阳轮
17
中间级
2020/4/7
21
轴承
3、单列满装圆柱滚子轴承NCF 满装圆柱滚子轴承由于没有保持架，可以容纳更多的滚子，因此适用于承受极 重的径向负荷。但其允许的运行转速却远低于带保持架的圆柱滚子轴承，因此 不适用转速较高的地方。这里主要介绍的是NCF系列轴承。
中间轴叶片 侧轴承
花键轴叶片 侧轴承 太阳轮
2020/4/7
风电齿轮箱结构详细描述
中间轴电机 侧轴承
中间齿轮轴
中间级闷盖 箱体 花键轴电机侧轴承 花键轴 花键轴透 盖
管轴
管轴轴承
管轴透盖
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高速轴叶片侧 轴承
风电齿轮箱结构详细描述
中间轴叶片侧 轴承
2020/4/7
高速轴叶片侧 轴承 高速轴透盖 甩油环
2020/4/7
20
轴承
1、短圆柱滚子轴承 NU 2、短圆柱滚子轴承NJ
单列圆柱滚子轴承的滚子与滚道为线接触轴承，可以承受很重的径向负荷。 同时，挡变结合滚子的特殊设计和表面处理，能产生良好的润滑效果与减少 摩擦，降低轴承的运行温度，因此适用于高速旋转。 该系列轴承是内圈和外圈可以分开的轴承。
单列圆柱滚子轴承各种不同设计的轴承，主要区别在于挡边的布置。 NU型轴承在外圈的两侧带挡边，内圈无挡边。可允许轴相对于轴承座之间在 两个方向产生轴向位移。 NJ型轴承在外圈的两侧带挡边，内圈的一侧带挡边。因此可以在一个方向做 轴向定位。同时，NJ型轴承还可以承受一个方向上一定程度的轴向负荷。
中广核桥六第二风电场
2017年8月25日
风电齿轮箱简介
风力发电机结构图
双馈式风机
2020/4/7
永磁直驱式风机
3
风电主齿轮箱结构
齿轮箱结构： 1、一级行星两级平行级 2、两级行星一级平行级 3、带主轴齿轮箱 4、紧凑型齿轮箱（半直驱齿轮箱）
齿轮箱与主轴联接方式： 1、收缩盘联接 2、法兰联接
齿轮箱与电机联接方式： 1、键联接 2、收缩盘联接
机型比，半直驱的齿轮箱的传动比低；与直驱机型比，半直驱的发电机转速
高。这个特点决定了半直驱一方面能够提高齿轮箱的可靠性与使用寿命，同
时相对直驱发电机而言，能够兼顾对应的发电机设计，改善大功率直驱发电
机设计与制造条件。
2020/4/7
9
紧凑型齿轮箱
半直驱齿轮箱的一个发展趋势，这种半直驱齿轮箱与电机设计成一体，以降低 齿轮箱重量，但对于齿轮箱的设计要求提高。
高速轴 齿轮
中间齿轮轴
中间轴电机侧 轴承 中间级闷盖
19
轴承
风电齿轮箱常用轴承类型：
1、短圆柱滚子轴承 NU 2、短圆柱滚子轴承NJ 3、单列满装圆柱滚子轴承NCF 4、双列满装圆柱滚子轴承NNCF 5、圆锥滚子轴承 6、四点接触球轴承 7、深沟球轴承 8、无外圈双列满装圆柱滚子轴承 9、球面滚子轴承
齿轮箱固定方式： 1、弹性支持轴联接 2、方块联接
2020/4/7
4
行星轮系介绍
行星轮系是只具有一个自由度的轮系，一个原动件即可确定执行件的运动。原动件通常为中心 轮（风电齿轮箱中一般指太阳轮）或者系杆（风电齿轮箱中一般指行星架），即与行星轮直接 接触的中心轮或系杆作为原动件带动行星齿轮，一方面行星轮绕着自身的轴线自转，另一方面 行星轮又随着系杆（行星架）绕一固定轴线回转。
6
两级行星一级平行结构
该种结构主要用于2.5MW以上功率的齿轮箱，承载能力强，体积小，重量 轻，直径小但横向长。 部分2MW以下齿轮箱也采用了该种结构
2020/4/7
7
带主轴齿轮箱
主轴安装在齿轮箱内部
2020/4/7
8
紧凑型齿轮箱
通常也叫半直驱齿轮箱，半直驱是兼顾有直驱和双馈风电机的特点。与双馈
行星轮系和差动轮系统称为周转轮系 [一个周转轮系由三类构件组成：一个系杆（行星架）、一 个或几个行星轮（目前主要为三个行星轮，部分载荷大的为四个行星轮，带柔性销的可具有更 多的行星轮）、一个或几个与行星轮相啮合的中心轮（目前主要为两个，一个太阳轮，一个齿 圈）]
行星轮系中，两个中心轮有一个固定（目前常见的为齿圈固定）；差动轮系中，两个中心轮都 可以动。目前国内外常见的风电齿轮箱主要为行星轮系结构，但也有部分厂家选用的为差动轮 系。因此本文主要介绍的是行星轮系结构。
行星轮系相对平行轴系的优点：结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、噪音小等； 行星轮系相对平行轴系的缺点：结构复杂、加工要求高、装配要求高等。
2020/4/7Leabharlann 5一级行星两级平行结构
该种结构主要用于2MW以及2MW以下功率的风电齿轮箱，用一组 平行级代替行星级，可靠性高，但体积与重量大
2020/4/7