几种风电齿轮箱详细结构
SL风力发电机组齿轮箱总结
华锐风电科技有限公司
装配位置
低转速
将低转速的动能转 化为高转速的动能
需要高 转速
叶轮
齿轮箱
发电机
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
前端通过法兰 与风轮相连
空心轴
油位
减振减噪 装置
双臂整体 式行星架
单臂式 行星架
涨紧套
2.1 箱体部分
箱体：
1) 整个箱体分为4个部分。 2) 满足轴承、轴、外部附件的安装并提供行星 轮传动的外齿圈。 3) 通常采用球墨铸铁铸造而成。
2.1.1 风电机组中齿轮箱的载荷
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。 阻尼：在机械物理学中，指系统的能量的减小。 摩擦阻尼：摩擦阻力生热使系统的机械能减小。 辐射阻尼：周围质点的震动，能量逐渐向四周辐射。 刚度：受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。
3.1.2 润滑与冷却系统的组成
过滤网 压差继电器
调速阀
压力继电器 溢流阀
3.1.3 各部件的功能作用
压差继电器：是一种受两个压力之差作为信号控制的电器开关，泵 单元中采用24VDC/2bar压差继电器 ，当粗滤网前端和精滤网后端 的压差超过2bar时，压差继电器闭合使执行元件动作，从而使得绿 线管路导通，起到安全保护的作用，同时发送故障信号。 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。
双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构主要由以下几个部分组成：
1. 大轴：即主轴，其上装有风机的叶片，风力通过叶片驱动主轴旋转。
2. 小轴：即发电机轴，与主轴通过齿轮传动相连接，将旋转的动力传递给发电机。
3. 中间轴：位于主轴和发电机轴之间，通过齿轮传动将风机的旋转速度和发电机的旋转速度进行匹配，以提高效率。
4. 齿轮：由多个齿轮组成的传动装置，可根据需要进行多级齿轮传动。
5. 润滑系统：用于齿轮箱的润滑和冷却，以确保齿轮运转平稳和寿命延长。
6. 安全装置：包括齿轮箱温度、压力、震动等传感器，以及相应的监控和报警系统，用于监测齿轮箱的运行状态，并在异常情况下及时采取措施。
双馈式风电齿轮箱结构相对复杂，但在风力发电行业中得到广泛应用。
其主要特点是能够根据风机转速的变化对发电机进行调速，提高发电效率；同时，由于齿轮传动系统的存在，使得双馈式风电齿轮箱具有较高的承载能力和较长的使用寿命。
风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式
风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式1. 引言1.1 概述风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，近年来在全球范围内受到广泛关注和应用。
而在风力发电系统中，齿轮箱是连接风力机叶片与发电机的重要部件之一。
传统的齿轮箱通常采用外置式结构，即齿轮箱独立于风力发电机主轴，并通过联轴器与主轴相连。
然而，随着技术的不断进步和需求的增加，出现了一种新型的齿轮箱传动结构形式——主轴内置式。
1.2 目的本文旨在深入研究和分析主轴内置式齿轮箱传动结构的特点和优势，并通过实际案例分析和性能对比研究探讨其在风力发电领域中的应用效果。
同时，希望能够评估主轴内置式齿轮箱传动结构在节能、可持续性和环保等方面所带来的潜在优势。
1.3 文章结构本文共分为五个章节，具体内容如下：第二章将介绍主轴内置式齿轮箱传动结构的相关概念和设计原理，并重点讨论其与传统外置式结构相比的优势。
第三章将通过某风力发电场的实际案例，对主轴内置式齿轮箱传动结构进行详细分析，并探讨其在实际中的表现及可行性和可靠性。
第四章将对主轴内置式结构和传统外置式结构进行性能和效率对比研究，评估主轴内置式齿轮箱在节能方面的潜力，并考虑其可持续性和环保因素。
最后一章将总结研究成果并展望未来发展趋势，提出改进建议和创新方向，以期为主轴内置式齿轮箱传动结构的进一步应用提供参考。
通过本文的研究，我们希望更深入地了解主轴内置式齿轮箱传动结构的特点和优势，并为风力发电系统的设计与改进提供有益建议。
2. 风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式2.1 结构形式介绍风力发电齿轮箱是将风能转换为电能的重要组成部分。
在传统的设计中，齿轮箱通常采用外置结构，将主轴与发电机连接。
然而，近年来出现了一种新型的设计形式，即主轴内置式齿轮箱。
主轴内置式结构将主轴直接安装在发电机内部，通过减小传动链条长度和减少转动摩擦，提高了系统的整体效率。
2.2 主轴内置设计优势主轴内置设计相较于传统的外置结构有以下几个优势：1. 减小运动惯量：因为主轴直接安装在发电机内部，所以减少了传动链条和连接件的数量与长度，降低了系统的运动惯量。
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法风力发电机齿轮箱是将风能转换为电能的重要组成部分，承担着传递风轮转动力矩的重要任务。
然而，由于工作环境的苛刻和负载运行的高强度，齿轮箱容易出现各种故障。
本文将就风力发电机齿轮箱的结构及其主要故障类型的处理方法进行详细介绍。
一、齿轮箱结构1.输入轴：负责将风轮的转动力矩传递到齿轮上。
2.输出轴：负责将齿轮传递的转动力矩传递给发电机。
3.齿轮：由主轴和从轴组成，通过啮合相互传递力矩。
4.轴承：支撑和定位齿轮箱内的轴件和齿轮。
5.密封件：用于防止润滑油泄漏和杂质进入齿轮箱。
二、主要故障类型及处理方法1.齿轮损伤：包括齿面磨损、齿面疲劳断裂等。
处理方法：a.使用高质量的齿轮材料，并通过热处理等工艺提高齿轮的强度和硬度。
b.定期检查和更换磨损严重的齿轮。
c.增加齿面润滑方式，保持齿轮表面的润滑膜。
2.轴承故障：包括滚动体脱落、内外圈损伤等。
处理方法：a.选择质量可靠的轴承，并根据使用要求进行正确的润滑和维护。
b.定期检查轴承的运行状态，及时更换损坏的轴承。
3.输油系统泄漏：包括密封件老化、接头松动等。
处理方法：a.定期检查密封件的状况，发现老化或损坏及时更换。
b.加强对管路接头的检查和紧固，确保管路的密封性。
4.润滑油污染：包括颗粒杂质、水分等污染物进入齿轮箱内。
处理方法：a.定期更换润滑油，并使用高效过滤装置过滤润滑油中的颗粒杂质。
b.加强齿轮箱的密封性，防止水分进入。
5.齿轮箱过热：主要是由于齿轮磨损、摩擦和润滑不良等引起。
处理方法：a.加强齿轮箱的散热设计，增加冷却风扇等散热设备。
b.提高齿轮箱的润滑油质量，减少齿轮表面的摩擦。
总之，风力发电机齿轮箱的结构复杂且容易出现故障，但只要加强对齿轮箱的维护保养和检查，合理选择和使用零部件，遵循正确的操作和维修方法，就能够有效地延长齿轮箱的使用寿命，提高风力发电机的运行效率。
风电齿轮箱介绍
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风电齿轮箱介绍
2、齿轮失效的主要形式
③、剥落：点蚀扩展
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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
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风电齿轮箱介绍
谢谢！
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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 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
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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）
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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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风电齿轮箱介绍课件
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
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。
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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。
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风电齿轮箱介绍
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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
风电齿轮箱介绍
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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。
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风电齿轮箱介绍
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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
法兰联接 可用于更大功率机型
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风电齿轮箱介绍
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齿轮箱铭牌
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风电齿轮箱介绍
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行星级
某1.5MW齿轮箱装配图
高速级
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风电齿轮箱介绍
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
双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构双馈式风电齿轮箱结构探究在当今风能行业中，风力发电已经成为一种重要的清洁能源。
而风力发电机组中的齿轮箱作为转换风能为电能的核心部件之一，其结构和性能的设计对于发电机组的可靠性和整体效率起着至关重要的作用。
而双馈式风电齿轮箱作为目前风力发电机组中最常见的一种齿轮箱结构之一，其独特的设计和性能特点使其成为风力发电行业中备受关注的技术。
一、双馈式风电齿轮箱的基本结构双馈式风电齿轮箱由输入轴、输出轴、齿轮副、润滑系统等组成。
其基本结构如下：1. 输入轴：双馈式风电齿轮箱的输入轴通常由多个部件组成，包括主轴和主轴承支座等。
输入轴的主要作用是将风轮的转动传递给齿轮副。
2. 输出轴：双馈式风电齿轮箱的输出轴用于将转动的动力传递给发电机，进而将风能转化为电能。
输出轴的设计和制造对于发电机组的效率和可靠性至关重要。
3. 齿轮副：双馈式风电齿轮箱的齿轮副通常由主减速器和低速减速器组成。
主减速器将高速风轮的转速降低，而低速减速器则将转速再降低到适合发电机工作的范围。
4. 润滑系统：双馈式风电齿轮箱的润滑系统主要用于减少齿轮副的磨损和摩擦，提高齿轮副的工作效率和寿命。
二、双馈式风电齿轮箱的工作原理双馈式风电齿轮箱是通过齿轮副的传动作用，将风轮的高速转动转换为发电机所需的低速转动。
其工作原理如下：1. 高速转动：风能通过风轮传递到双馈式风电齿轮箱中，驱动输入轴高速转动。
2. 主减速：输入轴驱动主减速器，高速风轮的转速被降低到适宜发电机工作的速度范围。
3. 低速转动：经过主减速器的处理，输出轴的转速进一步降低，达到发电机所需的转速。
4. 能量转换：输出轴的转动将动力传递给发电机，将风能转换为电能。
双馈式风电齿轮箱的工作原理简单而清晰，通过合理的齿轮设计和传动机构，实现了风能向电能的高效转换。
三、双馈式风电齿轮箱的优势和应用双馈式风电齿轮箱相对于其他类型的齿轮箱，具有许多独特的优势和应用。
以下是几个值得关注的方面：1. 大功率输出能力：双馈式风电齿轮箱能够提供较高的功率输出，适用于大型风力发电机组。
风电齿轮箱结构类型与工作原理及其维护、使用和故障分析[精]
![风电齿轮箱结构类型与工作原理及其维护、使用和故障分析[精]](https://img.taocdn.com/s3/m/1228b047ed630b1c58eeb52b.png)
– 风冷器⑥工作压力25bar，最大允许流量 140L/min，风冷器⑥的风扇电机在油温＞60℃或 高速轴轴承温度⑾＞75℃时打开，油温回落至 50℃且高速轴轴承温度⑾＜70℃时，风冷器⑥的 风扇电机停止运转。
3.2安装要求
• 供油装置应安装在齿轮箱附近，泵吸油管 越短越好，其长度以不大于1米为宜。
• 为保证冷却效果，油/风冷却装置应安装在 通风处。
• 中间连接管路按相关的液压、润滑安装规 范进行安装，保证各连接处不泄漏。
• 供油装置投入运行前，必须确认齿轮箱内 部清洁度达到ISO4406 17/15/12级，润滑 油清洁度等级达到ISO4406 17/15/12级。
• 对于风电齿轮箱，对于所有的齿轮和轴承 我们都要采用强制润滑。原因有：
• 1、强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是 监控不了的。从安全性考虑采用强制润滑。
• 2、现在风电齿轮箱功率越来越大，其功率 损耗也越来越大，因此飞溅润滑已经满足 不了冷却的作用。这是需要进行强制润滑。
• 下为润滑实例：（以1500KW齿轮箱为例）
风电齿轮箱结构类型与工作原理 及其维护、使用和故障分析
概述
• 风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶 控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组 成。其中增速齿轮箱作为其传动系统起到 动力传输的作用，使叶片的转速通过增速 齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定 转速，以供发电机能正常发电。因此增速 齿轮箱设计及制造相当关键。同时风力发 电机组增速齿轮箱由于其使用条件的限制， 要求体积小，重量轻，性能优良，运行可 靠，故障率低。
风力发电齿轮箱结构及原理
风力发电齿轮箱结构及原理
风力发电齿轮箱是风力发电机组的核心部件之一，其主要作用是将风轮转动速度转换为高速旋转的发电机适用的输出转速。
风力发电齿轮箱的结构一般包括主齿轮、从动齿轮、轴承、油封等部分组成。
其中，主齿轮与风轮轴相连，从动齿轮与发电机轴相连。
主齿轮和从动齿轮采用不同的齿数，通过齿轮传动的方式，实现从风轮转动速度到发电机输出转速的转换。
轴承用于支撑和固定齿轮和轴，确保其平稳运转，油封用于防止润滑油流失和防尘。
风力发电齿轮箱的工作原理根据齿轮传动原理，利用齿轮的齿数比来实现速度转换。
当风轮转动时，主齿轮随之转动，主齿轮与从动齿轮之间的齿轮传动使从动齿轮以不同的速度旋转。
从动齿轮的旋转速度取决于主齿轮和从动齿轮的齿数比，通过合理选择齿数比，可以将风轮的低速转动转换为适合发电机工作的高速转动。
总的来说，风力发电齿轮箱通过齿轮传动原理，实现了从风轮转动速度到发电机输出转速的转换，是风力发电机组的关键部件之一，对于风能转换为电能具有重要的作用。
双馈风机发电机齿轮箱结构及工作原理讲解
2、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
3、风电齿轮箱轴承主要类型 圆柱滚子轴承：
导致小块金属剥落，
产生齿面点蚀.点蚀是 由于接触面上金属疲
劳而形成细小的疲劳
裂纹，裂纹的扩展造
成的金属剥落现象。
（3）、胶合：局部升温+重载、润滑不 够、油变质
（4）、剥落
5、塑变：
低速重载传动时，若齿轮齿面硬度较低，当齿面 间作用力过大，啮合中的齿面表层材料就会沿着 摩擦力方向产生塑性流动，这种现象称为塑性变 形。
风电齿轮箱轴承主要类型 调心滚子轴承：
调心滚子轴承有 其特点是外圈滚 道呈球面形，具 有自动调心性， 可以补偿不同心 度和轴挠度造成 的误差，但其内、 外圈相对倾斜度 不得超过3度。
风电齿轮箱轴承主要类型 圆锥滚轴承：
圆锥滚子轴承主要承受以 径向为主的径、轴向联合 载荷。轴承承载能力取决 于外圈的滚道角度，角度 越大承载能力越大。该类 轴承属分离型轴承，根据 轴承中滚动体的列数分为 单列、双列和四列圆锥滚 子轴承。单列圆锥滚子轴 承游隙需用户在安装时调 整；双列和四列圆锥滚子 轴承游隙已在产品出厂时 依据用户要求给定，不须 用户调整。即使在高速时 圆锥滚子轴承也承受很高 的径向和轴向负载。
5#管
风冷器 电机
风冷器
压力传 感器２
压力表
压力表 开关
2
1
四、风电齿轮箱的润滑
排气口
压力传感 器1
单
向
风力发电机齿轮箱
3、润滑系统使用要求
• 润滑油牌号：Mobil SHC XMP 320 • 润滑系统由供油装置、过滤系统、油/风冷
却装置及中间连接管路组成。
• 控制原理图如图：
3.1控制要求：
平行级齿轮的润滑
三、风电齿轮箱的损坏类型及其判断
损坏部件 齿轮
轴承 轴 箱体 紧固件 油封
故障比例（%） 损坏表现形式
60
断齿、点蚀、胶合、磨损、疲
劳裂纹、其他
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烧伤、滚珠脱出、保持架变形
10
断裂、磨损
7
变形、裂开
3
断裂
1
磨损
• 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。
齿轮的故障特征预估障间的关系
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
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
【精品】大型风力发电机组齿轮箱常见结构分析
二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定）
• 该结构形式一般情况下有10个齿轮，13个 轴承。 • 根据计算得到的齿轮齿面接触安全系数和 齿根弯曲安全系数如下表：
…
风电齿轮箱几种结构形式分析
• 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）
结构形式比较分析
• 根据风电齿轮箱的结构形式，下面选取其 中两种进行比较分析 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定）
一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定）
• 该结构形式一般情况下有12个齿轮，20个 轴承。 • 根据计算得到的齿轮齿面接触安全系数和 齿根弯曲安全系数如下表：
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
一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定）
• 由图中可以看到，齿面接触安全系数在平 行级输出齿轮副处最小。 • 齿根弯曲安全系数在第一级行星轮系行星 轮处最小。
风机齿轮箱介绍课件
行星轮系介绍
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
一级行星两级平行结构
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
两级行星一级平行结构
润滑油主要技术指标
风电齿轮箱润滑油常规检测项目
外观、粘度、总酸值、水份、金属元素分析、 PQ 磨损指数、磨粒铁谱分析、清洁度等。
目前风电行业推荐的润滑油更换周期是三年。
润滑油清洁度
依据 ISO4406 标准，对风电齿轮箱润滑油进 行检测，检测有在线检测和离线检测两种方式， 采集油样点为过滤器之前（此时的油样为油池 油样）。风电齿轮箱润滑油清洁度要求：至少 为 ISO 4406 15/12 ，具体指标见下图。
下图中与润滑油清洁度等级对应的数字为每毫升油液中所含的颗粒数（上 限）。
内窥检查结构
一级行星两级平行级 a 、扭力臂 b 、箱体
扭力臂
主要观察行星级，包括齿圈，行星轮，太阳轮以及行星 轮轴承
齿轮箱铭牌
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
几种风电齿轮箱详细结构
理或加工缺陷
图示为齿轮主要故障形式及其原因
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不能运转
1．齿 轮 轮 齿 2．齿 轮 轮 体 3．轴、联轴节、键
1．断 齿 2．严重胶合 3．杂物进入 1．齿圈断裂 2．变形损坏 1．损 伤
4．轴 承
5．齿 轮 箱 6．动 力 源 7．其 它
1．烧 伤 2．滚柱脱落 3．杂物进入 严重损伤、变形 故障不能运转 轴承、联轴节损坏
1一风电齿轮箱的传动结构类型与工作原理600kw齿轮箱1600kw齿轮箱2800kw齿轮箱1800kw齿轮箱21000kw齿轮箱1500kw齿轮箱齿轮箱工作原理以600kw齿轮箱为例二齿轮轴承润滑机理齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触这中间是靠润滑油建成油膜使其形成非接触式的滚动和滑动这时油起到了润滑的作用
齿轮的故障特征预估障间的关系
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一、风电齿轮箱的传动结构类型与工作原理
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2
600KW齿轮箱1
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3
600KW齿轮箱2
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800KW齿轮箱1
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800KW齿轮箱2
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1000KW齿轮箱
z61Xm4
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7
1500KW齿轮箱
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齿轮箱工作原理（以600KW齿轮箱为例）
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二、齿轮、轴承润滑机理
• 齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接 触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接 触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。 虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精 度等原因使其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩 擦，这都会产生一定的热量。如果这些热量在它 们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最 后导致高温烧毁齿轮和轴承。因此齿轮和轴承在 转动过程中必须用润滑油来进行冷却。所以润滑 油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。
重齿风电齿轮箱知识PPT.
一、齿轮箱基本认识
2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮的特性：
2、机械性能：
风力发电机组齿轮受风力负荷，此负荷变化极大，因此，齿轮采用
抗低温冲击，韧性高的渗碳淬火材料。内齿圈根据设计载荷分别采
用软齿面（调质）中硬齿面（调质+表面氮化）硬齿面（渗碳淬火）
，精度为6GB10095。其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。
，将导致小块金属剥落，产生齿面点蚀.点蚀是由于接触面上金属疲劳而形成细小的疲劳裂纹，裂纹的扩展造成的
金属剥落现象。
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：
3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质
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：
4、剥落
一、齿轮箱基本认识
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
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：
FLC750
该结构常见于Renk系列，
风电机组齿轮箱介绍
风电机组齿轮箱介绍一、背景介绍风力发电是一种清洁能源，近年来得到了广泛的关注和应用。
而风电机组作为风力发电的核心设备之一，其齿轮箱作为传动装置，承担着将风轮旋转产生的动能转化为电能的重要任务。
因此，齿轮箱的性能和可靠性对于整个风电机组的运行稳定性和经济效益具有至关重要的影响。
二、齿轮箱基本结构齿轮箱是由输入轴、输出轴、油泵系统、润滑系统、冷却系统等组成，其中最主要的部分是由齿轮副组成。
通常情况下，齿轮箱采用多级斜齿轮传动结构或行星式减速器结构。
在多级斜齿轮传动结构中，输入端与输出端均采用斜齿轮副实现传动，在行星式减速器结构中，则采用行星架与内外啮合行星齿轮实现传动。
三、齿轮材料选择由于风力发电场所处环境恶劣，风电机组长期工作在高温、低温、高湿度和强风等恶劣环境下，因此齿轮箱的材料选择至关重要。
目前，常用的齿轮材料包括合金钢、低碳合金钢、铸铁等。
其中，合金钢具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性能好等优点，但是其成本较高；低碳合金钢则具有良好的可焊性和耐磨性，但是其强度和硬度相对较低；铸铁则具有成本低、加工性好等优点，但是其强度和硬度较差。
因此，在实际应用中需要根据不同情况选择不同的齿轮材料。
四、齿轮箱润滑系统齿轮箱润滑系统主要由油泵系统和润滑油路组成。
油泵系统主要负责将润滑油从储油罐中抽取并送到齿轮箱内部进行润滑；而润滑油路则负责将润滑油分配到各个部位进行润滑。
在实际应用中，通常采用循环式润滑系统或者静压式润滑系统。
循环式润滑系统的优点是结构简单、成本低，但是其润滑效果相对较差；而静压式润滑系统则具有润滑效果好、噪音小等优点，但是其结构复杂、成本较高。
五、齿轮箱故障原因及处理方法在实际使用中，齿轮箱可能会出现以下故障：齿轮损伤、轴承损坏、油泵故障等。
其中，齿轮损伤是最常见的故障之一，其原因主要有：过载、疲劳、腐蚀等。
处理方法包括更换齿轮副或者进行修复加固；而轴承损坏的原因主要有：过载、磨损等。
处理方法包括更换轴承或者进行修复加固；油泵故障的原因主要有：堵塞、漏油等。
大型风力发电机组齿轮箱常见结构分析-PPT精品文档
• 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。
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• 上表中列举了齿轮箱中各类零件损坏的百 分比。由表可见， 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 故障所占比重大， 。 动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其 动系统中齿轮本身的制造、 运行维护水平是关键问题。 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， 工中是一种高度复杂的成形零件，而在高 重载下运行的齿轮， 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。 对比其他零部件恶劣。
5．齿 轮 箱 ． 6．动 力 源 ． 7．其 ． 它
齿轮的故障特征预估障间的关系
二、齿轮、轴承润滑机理 齿轮、
• 齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接 这中间是靠润滑油建成油膜， 触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接 触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。 触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。 虽然它们是非接触的滚动和滑动， 虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精 度等原因使其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩 这都会产生一定的热量。 擦，这都会产生一定的热量。如果这些热量在它 们转动的过程中没有消除，势必会越集越多， 们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最 后导致高温烧毁齿轮和轴承。 后导致高温烧毁齿轮和轴承。因此齿轮和轴承在 转动过程中必须用润滑油来进行冷却。 转动过程中必须用润滑油来进行冷却。所以润滑 油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。 油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。
一、风电齿轮箱的传动结构类型与工作原理
6 4 .5
600KW齿轮箱 齿轮箱1 齿轮箱
600KW齿轮箱 齿轮箱2 齿轮箱
800KW齿轮箱 齿轮箱1 齿轮轮箱
z 6 1Xm4
1500KW齿轮箱 齿轮箱
齿轮箱工作原理（ 齿轮箱为例） 齿轮箱工作原理（以600KW齿轮箱为例） 齿轮箱为例
3. 齿根圆角处热处 理或加工缺陷
图示为齿轮主要故障形式及其原因
1．断 ． 1．齿 轮 轮 齿 ． 2．齿 轮 轮 体 ． 联轴节、 3．轴、联轴节、键 ． 不能运转 1．烧 ． 4．轴 ． 承
齿
2．严重胶合 ． 3．杂物进入 ． 1．齿圈断裂 ． 2．变形损坏 ． 1．损 ． 伤 伤
2．滚柱脱落 ． 3．杂物进入 ． 严重损伤、 严重损伤、变形 故障不能运转 轴承、 轴承、联轴节损坏
平平平平平平平平
三、风电齿轮箱的损坏类型及其判断
损坏部件 齿 轮 轴 承 轴 箱 体 紧固件 油 封 故障比例（ ） 故障比例（%） 损坏表现形式 60 断齿、点蚀、胶合、磨损、疲 断齿、点蚀、胶合、磨损、 劳裂纹、 劳裂纹、其他 19 10 7 3 1 烧伤、滚珠脱出、 烧伤、滚珠脱出、保持架变形 断裂、 断裂、磨损 变形、裂开 变形、 断裂 磨损
1. 疲 劳 1. 局部断齿 2. 过 载 3. 冲 击 1. 过 载 2. 磨 损 2. 润滑剂不洁 齿轮轮齿 3. 点 损伤原因 4. 胶 合 蚀 1. 齿面硬度低 2. 过 载 3. 载荷不均 1. 2. 3. 4. 供油不良 齿轮精度低 温度过高 齿面硬度低 劳 载
1. 疲 5. 齿根疲劳裂纹 2. 过
• 对于风电齿轮箱，对于所有的齿轮和轴承 对于风电齿轮箱， 我们都要采用强制润滑。原因有： 我们都要采用强制润滑。原因有： • 1、强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是 、强制润滑可以进行监控， 监控不了的。从安全性考虑采用强制润滑。 监控不了的。从安全性考虑采用强制润滑。 • 2、现在风电齿轮箱功率越来越大，其功率 、现在风电齿轮箱功率越来越大， 损耗也越来越大， 损耗也越来越大，因此飞溅润滑已经满足 不了冷却的作用。这是需要进行强制润滑。 不了冷却的作用。这是需要进行强制润滑。 • 下为润滑实例：（以1500KW齿轮箱为例） 下为润滑实例：（ ：（以 齿轮箱为例） 齿轮箱为例