模塊四風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)的制造及工藝內(nèi)容：任務(wù)一傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)二傳動軸的制造及工藝任務(wù)三齒輪箱的制造及工藝任務(wù)四傳動系統(tǒng)的檢查與驗收學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解大型風(fēng)電機組傳動鏈的種類及構(gòu)成2、掌握傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和步驟3、掌握傳動軸材料的選用及加工工藝過程4、掌握齒輪箱各零部件的結(jié)構(gòu)、材料及加工工藝過程風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)圖任務(wù)一傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)的一端連接著風(fēng)輪，另一端連接著發(fā)電機同，承擔(dān)著風(fēng)輪轉(zhuǎn)動起來的機械能傳遞給發(fā)電機的功能。因此，其質(zhì)量的好壞直接影響整個風(fēng)力發(fā)電機組的效率與性能。以MY1.5s/se風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)為例：一.傳動鏈布局形式二.傳動零部件組成三.傳動鏈布局形式開展趨勢預(yù)測MY1.5s/se風(fēng)力發(fā)電機組主要參數(shù)：風(fēng)機額定電氣功率:1500kW風(fēng)輪額定機械功率:1663kW功率控制:變槳距額定速度:17.4r/min輪轂高度:80/75m65/70m100m傳動鏈概念雙軸承支撐的鍛壓主軸,三級增速齒輪箱,雙饋式異步發(fā)電機風(fēng)輪葉片三葉片，上風(fēng)向型一.傳動鏈布局形式兩點支撐雙排獨立的滾珠軸承；只承受扭矩的獨立齒輪箱；與機座相聯(lián)接的獨立的發(fā)電機；發(fā)電機座不傳遞轉(zhuǎn)子負載；轉(zhuǎn)子負載對齒輪箱只具有很小的沖擊作用。其它的傳動鏈布局形式〔VESTASV80-1.65MW〕三點式支撐單傳動軸軸承，本錢低，傳動鏈縮短。齒輪箱前軸承承受轉(zhuǎn)矩和徑向負載，故障率高。WINTECWT1650傳動軸齒輪箱集成式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。缺點：齒輪箱可靠性要求高，維護不變。1.機艙底盤2.變槳距驅(qū)動器3.風(fēng)輪軸4.風(fēng)輪葉片5.輪轂6.變槳距機構(gòu)7.主軸承8.齒輪箱9.制動裝置10.高速軸11.發(fā)電機12.測風(fēng)系統(tǒng)13.液壓系統(tǒng)14.電氣控制系統(tǒng)二.傳動鏈的主要部件

傳動鏈主要由傳動軸總成、齒輪箱、偏航總成、聯(lián)軸器、發(fā)電機和機座組成。主傳動鏈的布局形式風(fēng)電機組的主傳動鏈?zhǔn)侵笇L(fēng)輪軸功率傳遞到發(fā)電機系統(tǒng)所需的機構(gòu)。典型的主傳動鏈包括了風(fēng)輪主軸系統(tǒng)、增速傳動機構(gòu)〔齒輪箱〕、以及軸系的支撐與連接〔如軸承、聯(lián)軸器〕和制動裝置等。主傳動鏈中的主軸〔也稱低速軸〕連接風(fēng)輪和齒輪箱的輸入軸，高速軸連接齒輪箱輸出端與發(fā)電機。1．傳動鏈布局設(shè)計的要求傳動鏈的布局形式對機組傳動系統(tǒng)和機艙設(shè)計有決定性的影響，組成主傳動鏈需要研究可靠的主軸支撐系統(tǒng)和軸系連接結(jié)構(gòu)。對傳動主軸及其支撐設(shè)計需要考慮的主要問題包括：如何使風(fēng)輪載荷從風(fēng)輪傳遞到塔架路徑最短；結(jié)構(gòu)盡可能更緊湊；盡可能使機械傳動系統(tǒng)與承載軸承部件集成采用的結(jié)構(gòu)，但部件集成可能與零件標(biāo)準(zhǔn)化和可維修性的要求矛盾，應(yīng)綜合考慮。主傳動鏈的布局要求：2．主傳動鏈中主要構(gòu)件的支撐方式組成主傳動鏈的主要構(gòu)件包括主軸、變速傳動裝置和其他軸系部件，而這些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計均與風(fēng)輪主軸的支撐結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。因此，需要首先討論主要構(gòu)件的支撐方式問題。〔1〕由獨立軸承支撐的主軸〔2〕三點支撐式主軸主傳動鏈中主要構(gòu)件的支撐方式〔3〕主軸集成到齒輪箱的傳動布局〔4〕軸承集成在機艙底盤的結(jié)構(gòu)〔5〕采用固定主軸支撐風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)齒輪箱的根本傳動形式與構(gòu)成1.齒輪箱的主體構(gòu)成〔1〕箱體〔2〕傳動機構(gòu)〔3〕支撐構(gòu)件〔4〕潤滑系統(tǒng)〔5〕其他附件定軸傳動行星傳動組合傳動2.齒輪箱的傳動形式采用三級行星傳動的齒輪箱傳動軸軸承球面滾子軸承球面滾子軸承能自動調(diào)心，可以承受較大的對中誤差２、齒輪箱傳動比i：100.48

額定功率P：1663kW

輸入轉(zhuǎn)速n:17.4rpm

傳動方式：二級行星+一級平行其它類型齒輪箱傳動方式：一級行星+兩級平行多級行星差動輪系３、傳動軸制動功能：停機和制動。類型：盤式剎車。4、高速軸聯(lián)軸器將齒輪箱輸出扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給發(fā)電機輸入端，并具有緩沖、減振、力矩限制功能。

4、發(fā)電機偏航系統(tǒng)主要用于調(diào)整風(fēng)輪的對風(fēng)方向。大型風(fēng)電機組主要采用電動機驅(qū)動的偏航系統(tǒng)。該系統(tǒng)的風(fēng)向感受信號來自裝在機艙上面的風(fēng)向標(biāo)。通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)風(fēng)輪方向的調(diào)整。偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1主機架，2偏航驅(qū)動，3運輸支架

５.偏航總成５.偏航總成偏航總成結(jié)構(gòu)圖偏航軸承制動器支撐及剎車盤材料：低溫球墨鑄鐵EN-GJS-350-22U-LT常溫球墨鑄鐵QT400-AL偏航制動器6.潤滑與冷卻1〕潤滑油良好的潤滑是保證齒輪箱可靠運行的必備條件，須重視齒輪箱潤滑問題，配備可靠的潤滑油和潤滑系統(tǒng)。潤滑油的品質(zhì)是潤滑決定性因素之一，對潤滑油的根本要求是考慮其對齒輪和軸承的保護作用。2〕潤滑系統(tǒng)對大型風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱而言，根據(jù)運行條件設(shè)計合理的潤滑與冷卻系統(tǒng)顯得尤為重要。三.傳動鏈布局形式開展趨勢預(yù)測雙饋〔目前主流〕電機體積巨大吊裝運輸SCD2.5/3MW混合驅(qū)動〔半直驅(qū)〕哪種技術(shù)路線將會成為主流？直驅(qū)齒輪箱故障電網(wǎng)支撐低電壓穿越主軸一端連接風(fēng)輪輪轂，另一端連接增速齒輪箱的輸入軸，用滾動軸承支撐在主機架上。風(fēng)輪主軸的支撐結(jié)構(gòu)形式與增速齒輪箱的形式密切相關(guān)。按照支撐方式不同，主軸可以分為三種結(jié)構(gòu)形式，適用于不同機組。風(fēng)輪主軸支撐形式

任務(wù)二傳動軸的制造及工藝傳動軸與齒輪箱連接，葉輪用很大的力使傳動軸轉(zhuǎn)動，因此軸必須足夠粗。傳動軸是風(fēng)力發(fā)電機組上連接輪轂與齒輪箱的重要部件。材料：42CrMo〔常溫〕34CrNiMo6+QT〔寒帶〕通常鍛造后需在臥車、深孔鉆床、落地鏜床上完成加工。對鍛后毛坯進行熱處理，除了機加工外還要進行多種拉伸試驗。1.鍛件取樣；(采用小直徑套料鉆)傳動軸機加工工藝工藝路線:取料后，要對試件進行拉伸、沖擊及零下四十度時的沖擊實驗等。專用重型車刀或普車。2.臥車粗車外圓、端面；通常來講此序加工多用普通臥車，采用焊接刀來去黑皮見光。STS單管鉆系統(tǒng)采用深孔鉆加工大大節(jié)省了傳統(tǒng)鉆鏜鉸等的時間。3.深孔鉆床上加工中間深孔；(單管鉆)

以D=80孔為例，機床功率30KW，冷卻液壓力要求2Mpa，流量250l/min,

Vc=95mm/min，F(xiàn)n=0.25mm/r，n=380r/min，F(xiàn)v=95mm/min。如果孔直徑較大可再加擴孔工序，單邊擴孔最大15mm，即直徑方向以30mm增加。對于大孔也可以考慮用單管套料的方式直接加工成。4.數(shù)控臥車上半精車、精車全部外圓、端面及螺紋4.1夾大端，從小端向大端，粗車、半精車、精車外圓、端面；推薦用雙刀板式的重型臥車，并配有可自動換刀接納器，可大大減少換刀、對刀時間，提高刀具使用性能。4.2夾小端，車大端端面、止口；4.3夾大端，精車全部，車螺紋；(傳動軸支撐局部根據(jù)需要進行磨削、滾壓)帶主副刀板結(jié)構(gòu)的重型臥車刀具的重復(fù)定位精度為±0.003mm，使機外對刀成為可能。4.數(shù)控臥車上半精車、精車全部外圓、端面及螺紋5.用數(shù)控落地鏜〔或數(shù)控刨臺鏜〕加工大端各孔系，鉆鉸鏜螺栓孔、銷孔、吊裝孔等。a)齒輪箱于風(fēng)輪側(cè)外觀視圖b)于發(fā)電機側(cè)外觀視圖風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計條件比較苛刻，同時也是機組的主要故障源之一，其根本設(shè)計特點表現(xiàn)在：1.傳動比大，傳遞功率大2.運行條件惡劣c)多級行星輪系風(fēng)電機組齒輪箱任務(wù)三齒輪箱的制造及工藝后軸承座〔推力〕前軸承座〔浮動〕軸承座材料有兩種1〕QT400-18AL2〕EN-GJS-350-22U-LT齒輪箱故障齒輪在運行過程中，齒面承受交變壓應(yīng)力、交變摩擦力以及沖擊載荷的作用，將會產(chǎn)生各種類型的損傷，導(dǎo)致運行故障甚至失效。

齒輪典型故障齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計:1.初步確定總體結(jié)構(gòu)參數(shù)：是風(fēng)電機組齒輪箱重要的設(shè)計依據(jù)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和各種限制條件，應(yīng)反復(fù)比較尋得優(yōu)化設(shè)計方案。可按以下方法之一，初步確定齒輪箱的總體結(jié)構(gòu)尺寸。1〕參照已有工作條件相同或類似的傳動，用類比方法初步確定總體結(jié)構(gòu)參數(shù)。2〕根據(jù)齒輪箱在機艙上的安裝和布置要求〔如中心距、高度及外廓尺寸等〕，初步確定主要尺寸。3〕采用專門的應(yīng)用分析計算程序初步確定主要尺寸。2.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體是齒輪箱根底部件，承受風(fēng)輪和齒輪傳動過程產(chǎn)生的各種載荷，應(yīng)有足夠強度和剛度，以保證傳動的質(zhì)量。箱體的設(shè)計一般應(yīng)依據(jù)主傳動鏈的布局需要，并考慮加工、裝配和安裝條件，同時要便于檢修和維護。批量生產(chǎn)的箱體一般采用鑄造成型，常用材料有球墨鑄鐵或其他高強度鑄鐵。用鋁合金或其他輕合金制造的箱體，可使其重量較鑄鐵降低20%-30%。但當(dāng)輕合金鑄件材料的強度性能指標(biāo)較低時，需要增加鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸，可能使其降低重量的效果并不顯著。任務(wù)四傳動系統(tǒng)的檢查與驗收一、傳動軸的檢查與驗收1、外觀檢查2、尺寸檢查3、形位公差的檢測4、外表粗糙度的檢驗二、齒輪箱的檢驗與試驗1、齒輪箱的檢驗2、齒輪箱的出廠檢驗3、齒輪箱的試驗三、傳動系統(tǒng)的檢驗4〕軸系—連接與制動

為實現(xiàn)機組傳動鏈部件間的扭矩傳遞，齒輪箱高速軸與發(fā)電機軸采用柔性聯(lián)軸器，以彌補機組運行過程軸系的安裝誤差。機械剎車機構(gòu)一般采用盤式結(jié)構(gòu)，制動盤安裝在齒輪箱輸出軸與發(fā)電機軸的彈性聯(lián)軸器前端。制動剎車時，液壓制動器抱緊制動盤，通過摩擦力實現(xiàn)剎車動作。某機組的聯(lián)軸器4〕軸系—傳動軸傳動軸一端連接風(fēng)輪輪轂，另一端連接增速齒輪箱的輸入軸，用滾動軸承支撐在主機架上。風(fēng)輪傳動軸的支撐結(jié)構(gòu)形式與增速齒輪箱的形式密切相關(guān)。按照支撐方式不同，傳動軸可以分為三種結(jié)構(gòu)形式，適用于不同機組。風(fēng)輪傳動軸支撐形式

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