半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計要求目 次前?言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 2符號和縮略語 4符號 4縮略語 9技術(shù)要求 10半直驅(qū)齒輪箱典型結(jié)構(gòu) 105.2接口 11接口定義 11明確接口要求 125.3工況 125.3.1概述 12環(huán)境條件 12運行控制策略 135.4載荷 13疲勞載荷 13極限載荷 145.5齒輪 14齒輪校核 14載荷系數(shù) 15齒輪修形 17齒輪材料 18齒輪精度 18齒輪加工 18其他要求 195.6軸承 19軸承失效風(fēng)險 19軸承選型 20軸承材料 21軸承與軸和軸承座的配合 22I軸承保持架 22軸承游隙 23軸承裝配 24軸承潤滑 24軸承靜強(qiáng)度計算 25接觸應(yīng)力 25軸承額定壽命計算 26軸承打滑 27軸承精度 27型式試驗 27滑動軸承選型需要考慮的因素 28連接和密封 285.7.1花鍵 28緊固件 28傳扭銷 295.7.4密封 29結(jié)構(gòu)件 295.8.1簡介 29剛度分析 30強(qiáng)度分析 30疲勞分析 34材料測試 385.8.6文件 386潤滑 396.1概述 396.1.1類型 39飛濺潤滑 39壓力潤滑 39混合潤滑系統(tǒng) 40滑油的選擇 406.2.1黏度 406.2.2運行特性 40潤滑油溫度及流量 41運行溫度 41油池溫度 41潤滑劑入口溫度 42軸承潤滑溫度 42II6.3.5油量 42潤滑油加熱及散熱設(shè)備 42潤滑性能監(jiān)測 42潤滑劑清潔度 43潤滑系統(tǒng)維護(hù) 44試驗方法和檢驗規(guī)則 44型式試驗 447.1.1概述 44部件試驗 45齒輪箱樣機(jī)工廠試驗 45潤滑系統(tǒng)試驗 46風(fēng)場掛機(jī)試驗 467.2.1概述 47載荷驗證 47風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)的齒輪箱型式試驗 48出廠試驗 48驗收試驗 48噪聲試驗 48振動試驗 48潤滑系統(tǒng)注意事項 49系統(tǒng)溫度 49潤滑劑的溫度和清潔度 49試驗記錄 50標(biāo)志、包裝、貯存及運輸 508.1標(biāo)志 508.2包裝 508.3貯存 508.4運輸 50運行與維護(hù)要求 50運行狀態(tài)監(jiān)測 509.2維護(hù) 51III半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計要求范圍本文件適用于半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱。（以下簡稱“齒輪箱規(guī)范性引用文件GB/T19073—2018 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計要求GB/T18451.1—2022 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計要求IEC60050-415 國際電工詞匯GB/T6391—2010 滾動軸承額定動載荷和額定壽命IEC61400-1—2019 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計要求第1部分：設(shè)計要求IEC61400-3—2012 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計要求第3部分：海上風(fēng)力級設(shè)計要求IEC61400-13—2012 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計要求第13部分：機(jī)械負(fù)載測量IEC61400-22—2012 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計要求第22部分：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組符合性檢測及認(rèn)證ISO6336 直齒輪和斜齒輪承載能力計算DIN3990-4 齒輪承載能力的計算GB/T19936.l—2005 FZG試驗程序第1部分：油品的相對膠合承載能力FZG試驗方法ISO/TR10064-3 圓柱齒輪實用檢驗規(guī)程第3部分：軸心圓柱的齒輪坯料、軸心距和平行度的建議ISO1328-1 齒輪同側(cè)齒面偏差的定義和允許值ISO14104 齒輪磨削燒傷檢測標(biāo)準(zhǔn)GB/T24611—2020 滾動軸承損傷和失效術(shù)語、特征及原因GB/T3203 滲碳軸承鋼GB/T18254—2016 高碳鉻軸承鋼ISO683-17—2014 17部分球軸承和滾動軸承鋼JISG3131—2010 熱軋低碳鋼板、薄板和鋼帶EN10111—2008 冷成型用熱連軋低碳鋼鋼板和鋼帶GB/T1591—2018 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1176—2013 鑄造銅及銅合金GB/Z36517—2018 滾動軸承一般載荷條件下軸承修正參考額定壽命計算方法1ISO4406 液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號GB/T4662 滾動軸承額定靜載荷GB/T15519 DIN50938 鐵和鋼的黑色氧化涂層要求和試驗方法GB/T14039—2002 ISO5725-2 測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）ISO10474-2013 鋼和鋼成品EN10204 金屬產(chǎn)品：檢驗文件的類型ISO12925-1—2018 潤滑劑、工業(yè)潤滑油和有關(guān)產(chǎn)品(L類)C組(齒輪)第1部分：密式齒輪系統(tǒng)用潤滑劑規(guī)格VDI3834-1—2009 風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)：針對0-3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總振動值標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語和定義3.13.23.3

GB/T19073—2018、GB/T18451.1—2012和IEC60050—415界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文半直驅(qū)semi-directdrive風(fēng)輪通過中速齒輪箱（速比小于100）與發(fā)電機(jī)耦合的傳動方式。永磁體permanentmagnet在開路狀態(tài)下能夠長期保持高剩磁的磁體。永磁同步發(fā)電機(jī)permanentmagneticsynchronousgenerator由永磁體勵磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場，三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場作用下通過電樞反應(yīng)，感應(yīng)產(chǎn)生三相對稱電流的發(fā)電機(jī)。3.4半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組semi-directdrivenpermanentmagnetwindturbine采用永磁發(fā)電機(jī)且發(fā)電機(jī)通過中速齒輪箱（速比小于100）與風(fēng)輪耦合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。3.5額定功率ratedpower在正常運行和外部條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計要達(dá)到的最大連續(xù)輸出功率。3.6風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速rotorratedspeed風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率下風(fēng)輪繞其軸的旋轉(zhuǎn)速度。3.7設(shè)計壽命designlifetime2規(guī)定的滿足強(qiáng)度前提下的持續(xù)時間。3.8等效載荷equivalentload設(shè)計壽命內(nèi)，與實際變化載荷造成相同損傷的載荷。3.9極限載荷extremeload運行或非運行工況所有載荷分量中具有最大絕對值的載荷。3.10軸承制造商bearingmanufacturer為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱提供軸承的法人實體，并負(fù)責(zé)軸承的設(shè)計及應(yīng)用工程。3.11認(rèn)證機(jī)構(gòu)certificationbody按照IEC61400-22—2012的要求對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行合格認(rèn)證的實體。3.12特征載荷characteristicload負(fù)載值不超過規(guī)定概率的載荷。3.13設(shè)計載荷designload任何零部件強(qiáng)度驗證所采用的載荷。3.14齒輪箱制造商gearboxmanufacturer負(fù)責(zé)齒輪箱設(shè)計，并規(guī)定齒輪箱及其零部件制造要求的實體。3.15接口interface齒輪箱與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組連接所采用的型式和尺寸，以及控制信號、液壓油和潤滑油交換所采用的型式和尺寸。3.16載荷裕度系數(shù)loadreservefactorLRF零部件的最大許用載荷與設(shè)計載荷的比值。3.17局部失效localfailure在一個危險截面，應(yīng)變超過最大許用值而產(chǎn)生的失效。3.18潤滑劑供應(yīng)商lubricantsupplier通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商、齒輪箱制造商或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組業(yè)主為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱提供潤滑油的法人實體。33.19最大運行載荷maximumoperatingload按照GB/T18451.1—2012所定義的設(shè)計工況及載荷局部安全系數(shù)，確定的疲勞分析的最大載荷。3.20機(jī)艙nacelle機(jī)組塔架之上的結(jié)構(gòu)，容納動力傳動鏈、發(fā)電機(jī)、其他部件、控制件以及執(zhí)行系統(tǒng)。3.21配對軸承pairedbearings安裝在同一位置的相同類型的兩個軸承。3.22雨流矩陣rainlowmatrices使用一個包含計數(shù)循環(huán)的二維矩陣，此循環(huán)發(fā)生在循環(huán)方式和幅值的子范圍內(nèi)，表示的疲勞載荷。3.23時間序列timeseries描述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不同運行載荷區(qū)間的時間集合。符號和縮略語符號1中列出。如有歧義，符號所指定的定義將在公式、圖表或文本中以備注形式呈現(xiàn)。表1 文本中使用的符號符號描述單位?加速度mm/s2?赫茲接觸壽命修正系數(shù)mm?1可靠性壽命修正系數(shù)—?3極限應(yīng)變%?5極限應(yīng)變%?赫茲接觸橢圓的短半徑mm?剛度N/mmNm/rad?單位應(yīng)力MPa/NMPa/Nm?軸承的基本額定壽命N4符號描述單位????Ith載荷段的壽命消耗指數(shù)%?(?)位置s處的單軸彈性單位應(yīng)力MPa/NMPa/Nm???軸承的彈性常數(shù)—?0軸承的基本額定靜載荷N???(?)單軸單位載荷在位置s處的彈性應(yīng)力張量MPa/NMPa/Nm??)單位載荷K在位過s處的彈性應(yīng)力張量MPa/NMPa/Nm???)位置s處的彈性應(yīng)力張量的平均值MPa/NMPa/Nm??接觸截短系數(shù)—?阻尼增量—?累積損傷—?第i載荷段造成的損傷—??軸承滾動體的直徑mm???軸承中滾動體組合的節(jié)圓直徑mm?軸承常數(shù)，軸向載荷與徑向載荷之比(Fa/Ft)的限值—??潤滑劑治潔度系數(shù)—????(?,?)時間t時，位置s處的彈性應(yīng)力張量MPa??)局部應(yīng)力張量幅值MPa???,??(?)位置s處的等效應(yīng)力幅值MPa????)平均局部應(yīng)力張量MPa?彈性楨橄（楊氏膜噩）MPa?力N???箱體或轉(zhuǎn)架在同一平面內(nèi)的偏差mm???投影到齒寬上的理想軸相對于軸的對中誤差而產(chǎn)生的嚙合錯位mm???箱體或支架的外平面偏差mm??軸承的軸向載荷N???齒輪螺旋線偏差mm???齒輪幅嚙合錯位量mm??軸承徑向載荷N??軸承徑向工作游隙mm?坐標(biāo)系中x，y，z方向轉(zhuǎn)動慣量kgm2?S/N曲線傾斜指數(shù)—5符號描述單位?最大承載滾動體載荷分配系數(shù)—??嚙合載荷系數(shù)—???齒間載荷分配系數(shù)（彎曲應(yīng)力）—???齒向載荷分布系數(shù)（彎曲應(yīng)力）—???齒間載荷分配系數(shù)（接觸應(yīng)力）—???齒向載荷分布系數(shù)（接觸應(yīng)力）—?最大接觸應(yīng)力與無錯位線接觸應(yīng)力比—??錯位最大接觸應(yīng)力與無錯位最大接觸應(yīng)力比—??動載系數(shù)—?長度mm?載荷值N或Nm10??10%失效概率，第i載荷段的修正參考額定壽命106r??載荷幅值N或Nm??,??等效載荷幅值N或Nm??彈性載荷極限N或Nm??1010%失效概率的基本額定壽命h??(?)時間序列中與時間相關(guān)的某個載荷分致N或Nm??載荷段中的平均載荷N或Nm????n%失效概率的修正參考額定壽命l06r???n%失效概率的參考額定壽命106r??總屈服極限或發(fā)生塑性變形的載荷極限N或Nm????抗疲勞載荷裕度系數(shù)—????抗極限載荷裕度系數(shù)—???滾動體的有效長度mm?質(zhì)量kg?時間譜中的載荷段數(shù)—?力矩Nm??齒輪法向模數(shù)mm?失效概率%?轉(zhuǎn)速min-1???,?載荷譜第j載荷段的等效轉(zhuǎn)速min-1??or??第i或第j載荷段的循環(huán)次數(shù)—?特征應(yīng)力-壽命曲線的循環(huán)次數(shù)—??等幅測試試樣的應(yīng)力-壽命曲線拐點處的循環(huán)次數(shù)—??根據(jù)S/N曲線的第i載荷段的耐久循環(huán)次數(shù)—6符號描述單位??在整個設(shè)計壽命期間i循環(huán)發(fā)生的次數(shù)—,?與Rp相關(guān)的整體失效局部應(yīng)力截面系數(shù)—????與Rp相關(guān)的整體失效局部應(yīng)力截面系數(shù)—????參考循環(huán)次數(shù)—?軸承壽命計算等式中的指數(shù)—?軸承動態(tài)等效載荷N??載荷譜中第i或笫j載荷段的載荷值N?0軸承點接觸時的接觸應(yīng)力MPa?0軸承當(dāng)量靜載荷N???發(fā)電機(jī)的電功率kW?????軸承線接觸近似承載接觸應(yīng)力MPa????軸承線接觸近似最大接觸應(yīng)力MPa?零游隙軸承單個滾子最大載荷N??在第1個載荷等級內(nèi)時間、循環(huán)或旋轉(zhuǎn)數(shù)的分配—???潤滑汕扭L?應(yīng)力比—?12旋轉(zhuǎn)軸平面內(nèi)滾動體半徑mm?22滾道橫截而的溝槽半徑mm??算術(shù)平均粗糙度μm??極限抗拉或抗壓強(qiáng)度MPa??屈服強(qiáng)度(0.2%的塑性應(yīng)變的屈服點或位移屈服點）MPa??平均峰谷粗糙度（按照ISO4287/ISO4288)μm?位移mm?位置變量—?接觸密合度—?0（軸承）靜態(tài)安全系數(shù)—??膠合安全系數(shù)—??彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)—??接觸強(qiáng)度安全系數(shù)—?時間變量s??黏度指數(shù)—??節(jié)圓線速度m/s?0軸承常數(shù)，徑向靜載荷系數(shù)—?0軸承常數(shù)，軸向靜載荷系數(shù)—7符號描述單位???彎曲強(qiáng)度計笲的壽命系數(shù)—???載荷作用于齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)—?軸承單個滾道中滾動體總數(shù)—???接觸強(qiáng)度計貨的壽命系數(shù)—?旋轉(zhuǎn)角度°?0軸承公稱接觸角°??載荷局部安全系數(shù)—??材料局部安全系數(shù)—??失效后果的局部安全系數(shù)—?偏轉(zhuǎn)mm?切口彈塑性極限應(yīng)變％?軸不對中傾角°arc-min?黏度比—?附加的赫茲參數(shù)—?附加的赫茲參數(shù)—?實際的運動黏度mm2/s?1參考運動黏度mm2/s?4040℃的運動黏度mm2/s?11主平而1內(nèi)滾動體1的曲率因子—?11主平而2內(nèi)滾動體1的曲率因子—?21主平面1內(nèi)滾動體2的曲率因子—?22主平面2內(nèi)滾動體2的曲率因子—?應(yīng)力（真實應(yīng)力）MPa??產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力振幅MPa??構(gòu)件在ND循環(huán)時的設(shè)計疲勞強(qiáng)度MPa??,?應(yīng)力循環(huán)具有最小／最大比值R對應(yīng)的σa值MPa??,?與具有最?。畲蟊戎礡的載荷循環(huán)相關(guān)σA值MPa??試樣在ND循環(huán)時的特征疲勞強(qiáng)度MPa??,?具有最?。畲蟊戎礡的實驗得到的σD值MPa???線性彈性應(yīng)力MPa???許用應(yīng)力數(shù)（彎曲）MPa??許用應(yīng)力數(shù)（接觸應(yīng)力）MPa?Ⅰ最大主應(yīng)力MPa?Ⅲ最小主應(yīng)力MPa???)位置s處的局部預(yù)應(yīng)力張量MPa8符號描述單位??極限應(yīng)力水平MPa????最大彈性應(yīng)力MPa?????絕對最大主應(yīng)力MPa??????線接觸曲率和—???????點接觸曲率和—?附加赫茲參數(shù)—縮略語縮略語如下表2所示。表2 縮略語縮略語描 述????角接觸球軸承????美國齒輪制造商協(xié)會????美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會????美國材料實驗協(xié)會???歐盟委員會???圓柱滾子軸承????推力圓柱滾子軸承????深溝球軸承???德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會???GB/T18451.1——2022中使用的設(shè)計載荷工況??????雙列角接觸球軸承?????雙列圓柱滾子軸承???????雙列滿滾子圓柱滾子軸承?????雙列圓錐滾子軸承???極限載荷（矩陣）???彈性流體動力潤滑?????滿滾子圓柱滾子軸承???有限元分析????失效模式和影響分析?????四點接觸球軸承???慕尼黑工業(yè)大學(xué)“齒輪和齒輪裝置測試”??發(fā)電機(jī)側(cè)（通常下風(fēng)向）?????高速－中間軸9縮略語描 述???高速軸???國際電工委員會???國際標(biāo)準(zhǔn)化組織???載荷－持續(xù)時間分布（直方圖）???載荷－循環(huán)次數(shù)分布（直方圖）?????低速－中間軸?????低速－行星軸???低速軸???美國標(biāo)準(zhǔn)圓錐管螺紋???聚烷基乙二醇或聚乙二醇合成潤滑劑???基于合成烴的聚a-烯烴全石蠟族合成潤滑劑??行星輪軸（或輪軸）???取力裝置，驅(qū)動輔助設(shè)備如油泵的附加輸出軸???雨流計數(shù)???均方根??風(fēng)輪側(cè)（通常上風(fēng)向）???調(diào)心球面滾子軸承????調(diào)心球面滾子推力軸承???總接觸溫度法（勃洛克方法）????齒輪內(nèi)部疲勞斷裂????圓環(huán)軸承???圓錐滾子軸承??黏度等級???風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（系統(tǒng)）技術(shù)要求半直驅(qū)齒輪箱典型結(jié)構(gòu)二級行星傳動、三級行星傳動典型結(jié)構(gòu)如下：10半直驅(qū)齒輪箱典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1半直驅(qū)齒輪箱典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。零部件定義：一級行星傳動功能部件包括：一級內(nèi)齒圈、一級行星輪、一級太陽輪和一級轉(zhuǎn)架；二級行星傳動功能部件包括：二級內(nèi)齒圈、二級行星輪、二級太陽輪和二級轉(zhuǎn)架；三級行星傳動功能部件包括：三級內(nèi)齒圈、三級行星輪、三級太陽輪和三級轉(zhuǎn)架。接口接口定義對于所有接口均應(yīng)明確定義及描述，且應(yīng)將接口狀態(tài)進(jìn)行記錄。依據(jù)本文件設(shè)計的齒輪箱通常與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的以下部件存在物理性連接：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪軸（常稱為主軸）與齒輪箱輸入轉(zhuǎn)架連接；齒輪箱與發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子；齒輪箱輸出軸與發(fā)電機(jī)；機(jī)艙主機(jī)架彈性支撐與扭力臂；齒輪箱箱體與電機(jī)外殼；齒輪箱與輪轂。此外，齒輪箱的某一些系統(tǒng)需通過其他形式的接口發(fā)生作用，如：外部潤滑系統(tǒng)部件：如油箱、泵、冷卻器及過濾器；監(jiān)測系統(tǒng)：如溫度、潤滑劑狀態(tài)、振動等的傳感器；控制功能：如加熱。應(yīng)對傳動鏈結(jié)構(gòu)內(nèi)的各接口的物理位置予以定義。如：齒輪箱輸入級轉(zhuǎn)架；11發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子安裝面；齒輪箱輸出軸；齒輪箱彈性支撐安裝面；齒輪箱扭力臂安裝面（如有）；安裝在齒輪箱上的其他部件；潤滑及冷卻系統(tǒng)接口；傳感器。作為接口定義的一部分，應(yīng)提供這些接口的詳細(xì)幾何參數(shù)，如：齒輪箱的設(shè)計外形尺寸；傳動鏈各部件布置圖及跨距；配合部件的幾何外形及尺寸，如聯(lián)軸器、齒輪箱安裝面細(xì)節(jié)、軸、螺栓連接及潤滑系統(tǒng)。明確接口要求對于每個接口，應(yīng)提供以下信息：力和力矩；轉(zhuǎn)速；運動/加速度；變形量；溫度；潤滑劑流量、溫度及壓力；不對中或?qū)χ性什睿ㄏ鄬τ诎惭b面）。（包括齒輪箱工況概述18451.1—2022或IEC61400-3—2012)。環(huán)境條件風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商應(yīng)指明齒輪箱的運行環(huán)境，至少包括：海拔高度；溫度范圍；相對濕度；污染物：如鹽、灰塵等；12在陽光和雨水下的暴露程度；如果熱交換器在供貨范圍內(nèi)，應(yīng)附加包含以下條件：—機(jī)艙外的環(huán)境溫度；—冷卻器溫度；—冷卻器空氣流量；—齒輪箱周圍冷卻空氣流量；—運行及停車時機(jī)艙內(nèi)環(huán)境溫度（包括生存溫度）；—空氣密度。對于極端環(huán)境工況，應(yīng)注明其發(fā)生頻次及持續(xù)時間。運行控制策略對于影響齒輪箱工作的運行控制策略應(yīng)予以記錄，內(nèi)容應(yīng)包含：啟動工況，包括所有氣候條件下的載荷和轉(zhuǎn)速；監(jiān)測、警告（停機(jī)）限值、報警限值及報警處理措施；機(jī)艙內(nèi)溫度。載荷疲勞載荷風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的疲勞載荷通過GB/T18451.1—2022或IEC61400-3—2012中規(guī)定的載荷工況進(jìn)行雨流計數(shù)法（???）雨流循環(huán)次數(shù)(???)［示例可參照Downing和Socie或MatsuishiandEndo法（1968）或ASTME1049-85]確定。雨流計數(shù)法記錄文件應(yīng)包含：評估中所考慮的???；不同???的發(fā)生頻次；是采用全幅值（峰－峰值）還是半幅值（振值）來定義循環(huán)載荷值。5.4.1.3載荷持續(xù)分布（???、???）ASTME1049-85－持續(xù)時間(???)或載荷－循環(huán)次數(shù)(???)???應(yīng)包含主軸轉(zhuǎn)速作為第三列。13規(guī)定每個載荷段的載荷值使用該載荷段內(nèi)最大的載荷絕對值來表示。各個載荷段的寬度不必一致。某些載荷段的載荷值可能為負(fù)值。載荷譜還應(yīng)包含空轉(zhuǎn)及停機(jī)時間內(nèi)的載荷。???及隨載荷可以通過對應(yīng)的S/N曲線的差外得到。???文檔中應(yīng)明確：評估中所考慮的???；不同???的發(fā)生頻次。極限載荷（最大反向載荷和加速度應(yīng)該包含在統(tǒng)計概要里．并盡可能與時間序列分開識別。GB/T18451.1—2022或IEC61400-3—2012齒輪齒輪校核接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度齒輪評估應(yīng)按照ISO6336—2016進(jìn)行計算。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商提供的載荷譜，按照ISO6336-6—2016，采用Miner法則計算齒輪的安全系數(shù)。循環(huán)次數(shù)??下的壽命系數(shù)（???和???）1010(???和???)為。接觸和彎曲疲勞壽命應(yīng)滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商規(guī)定的最低使用壽命,但不應(yīng)低于本文件規(guī)定的壽命。ISO6336-6—2016。接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)??=1.25。彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)??=1.56。膠合膠合計算有兩種方法，即閃點溫度法和積分溫度法。14盡管根據(jù)ISO/TS6336-20-2017得出的是安全系數(shù)，而根據(jù)ANSI/AGMA925-A02得出的是風(fēng)險百分比，但兩者都是基于閃點溫度方法，而且得到相似的結(jié)果。ISO/TS6336-21-2017基于積分溫度方法。DIN3990-4中也包含這兩種方法。需按照ISO/TS6336-20-2017或者ANSI/AGMA925-A02以及ISO/TS6336-21-2017進(jìn)行膠合評估。DIN3990-4可作為ISO/TS6336-20-2017和ISO/TS6336-21-2017925-A02，膠合風(fēng)險百分比的最大允許值是5%。若采用ISO/TS6336-20-2017，ISO/TS6336-21-2017和DIN3990-4，最小安全系數(shù)為1.3。設(shè)計載荷工況(DLC)注：根據(jù)GB/T19936.l—2005中的試驗結(jié)論，建議在膠合發(fā)生前，齒輪至少持續(xù)運行0.3s的時間。油品的膠合承載性能應(yīng)按照GB/T19936.1—2005微點蝕6336-22-2018建議了評估微點蝕發(fā)生的方法。因此，推薦評估影響微點蝕的這些參數(shù)。靜強(qiáng)度齒輪靜強(qiáng)度應(yīng)按照ISO6336???和?????>1.0能屈服的影響。載荷系數(shù)根據(jù)5.5.1.1ISO6336動載系數(shù)??動載系數(shù)????應(yīng)按照ISO6336-1-2016中的方法B5.5.3.2B計算出的結(jié)果小于1.05(即??＜l.05)，則動載系數(shù)取值應(yīng)15為1.05(即??=l.05),除非經(jīng)過試驗證明可以選取更小的值。通過7.1中所述的產(chǎn)品試驗測扭數(shù)據(jù)，應(yīng)推出??來驗證計算值。嚙合均載系數(shù)??嚙合均載系數(shù)??，用于考慮齒輪載荷分配的偏差。例如對于雙路或多路載荷傳遞路徑或者行星3給出了不同行星輪數(shù)量下??（低于表3中所列精度）。表3 行星級的嚙合均載系數(shù)?γ行星輪數(shù)量3456789嚙合均載系數(shù)??1.051.21.31.351.41.451.5如果計算時使用的嚙合均載系數(shù)??小于表3的值，應(yīng)按照7.3中描述的方法，通過仿真和測量予以驗證。載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)???和??????應(yīng)當(dāng)依照ISO6336-1-2016中的方法B通過數(shù)值分析法來確定，包含5.5.3.2所述齒形修形，并(1)計算。齒輪嚙合螺旋線偏差分量的極限值根據(jù)式(2)計算。???= ???12+???22+???2..............................................................（1）???=???1+???2+???..................................................................（2）式中：???—制造、安裝誤差產(chǎn)生的齒輪嚙合螺旋線偏差分量；???1—齒輪軸的螺旋線斜率偏差；???2—齒輪的螺旋線斜率偏差；???—實際軸線于理想軸線投影到齒寬平面內(nèi)的軸線平面偏差注：該???的定義方法并沒有按照ISO6336-1中所述。由于實際軸相對于理想軸線的不對中所導(dǎo)致的嚙合偏差量???考慮了所有的影響軸平行度的制造差，進(jìn)而影響齒輪副咄合的偏差量。當(dāng)計算???時，至少應(yīng)考慮（并單獨記錄）以下影響因素： 箱體或行星架軸線的垂直平面上偏差???ISO/TR10064-3，包括安裝在箱體中的襯套（果有）的影響； 箱體或行星架軸線的軸線平面上偏差???ISO/TR10064-3（有）的影響；行星架的不對中偏差的影響，包括行星架軸承的游隙和變形影響；負(fù)載下的軸承游隙和變形的變化量；16負(fù)載下的箱體和行星架變形的變化量。如果沒有統(tǒng)計數(shù)據(jù)可用時，???的值可以由以上這些單獨影響因素數(shù)值的均方根求得。注意在將立的評估值增加到???時，應(yīng)采用正確的符號。齒向載荷分布系數(shù)???根據(jù)ISO6336-1—2016方法B由???計算得到。齒面接觸數(shù)值分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪的設(shè)計應(yīng)同時對齒形方向（見5.5.3.2)和齒輪螺旋線方向（見5.5.3.3)的齒面載荷相鄰齒嚙合的影響；軸承工作游隙的影響；軸、箱體、轉(zhuǎn)架和軸承的撓曲變形影響；接觸區(qū)邊緣局部剛度不連續(xù)的影響。此外，應(yīng)檢查最大運行載荷、極限載荷和用式(2)計算的齒輪嚙合螺旋線偏差分量的接觸應(yīng)力。應(yīng)特殊考慮避免在接觸區(qū)域邊緣應(yīng)力升高。如果齒面接觸數(shù)值分析得出的數(shù)值???<l.15,在評估計算時應(yīng)取???=1.15照7.1所述的試驗進(jìn)行驗證。齒間載荷分配系數(shù)???和???齒間載荷分配系數(shù)KHα和KFα，是考慮幾個齒同時嚙合產(chǎn)生的各齒間載荷分布不均勻的影響。如果齒輪精度能達(dá)到表4的要求，齒間載荷分配系數(shù)???和???可以取1.0。齒輪修形（（載荷等級）。齒形修形（載荷等級（載荷等級下進(jìn)行（載荷等級（載荷等級螺旋線修形17（載荷等級（載荷等級齒輪材料齒輪的材料、加工過程、熱處理和質(zhì)量保證的所有要求應(yīng)至少滿足ISO6336-5—2016中的MQ級。許用應(yīng)力值?????和???應(yīng)根據(jù)ISO6336-5—2016中所選用材料的質(zhì)量等級進(jìn)行選取。齒面的有效硬化層深應(yīng)根據(jù)ISO6336-5—2016進(jìn)行設(shè)計。為避免硬化層剝落，可以選擇比ISO6336-5—2016表面硬化的內(nèi)齒輪比調(diào)質(zhì)齒輪具有更好的耐磨性能。齒輪精度齒輪精度應(yīng)不低于表4ISO1328-14給出了允許的齒輪最差精度等級。當(dāng)齒輪安裝到軸上后，齒輪的精度可能會變化。因此，裝配后的齒輪應(yīng)滿足表4中的精度等級要求。如果采用較高的齒輪精度等級，應(yīng)考慮齒輪和軸裝配后再進(jìn)行磨削加工。表4 齒輪精度要求齒輪類型精度等級外齒輪5內(nèi)齒圈7由干生產(chǎn)工藝的限制，氮化內(nèi)齒輪的跳動和齒距累積總偏差可以采用8級精度。齒輪加工加工方法齒輪件的制造工藝和方法應(yīng)進(jìn)行規(guī)定。mn。齒根強(qiáng)度應(yīng)使用齒根最終形成的幾何形狀進(jìn)行計算。所有齒輪的齒頂和齒端面都應(yīng)進(jìn)行倒圓或倒角，倒圓和倒角的要求值應(yīng)在圖紙上進(jìn)行規(guī)定。???或其他方法評估最惡劣的ISO6336-3—2006的7.3，用系數(shù)?Sg來評估最嚴(yán)重的情況帶來的影響。齒面粗糙度18風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪要求齒面光滑，以確保足夠的承載能力。光滑的表而對于抵抗微點蝕尤為重要。??=0.5μm;??=1.6μm的值約為??值的1/6??≤4.8μm,內(nèi)齒圈??≤9.6μm。噴丸不可作為齒面最后一道加工工序。磨削燒傷檢查任何低于100%的抽樣計劃應(yīng)有正式的書面工藝能力研究報告支撐，以證明要使用的特定工藝過程和磨削加工工序能保證加工的齒面不會出現(xiàn)磨削燒傷。按照ISO14104進(jìn)行的齒面燒傷腐蝕檢查是一種公認(rèn)的、有效的檢查方法。工作齒面應(yīng)達(dá)到Bl級或更高水平，非工作齒面要達(dá)到B2級或更高的等級。其他的檢查方法應(yīng)經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商和齒輪箱制造商共同認(rèn)可。其他要求直齒輪和斜齒輪的寬徑比應(yīng)小于1.25。應(yīng)選擇合適的變位系數(shù)，以提高齒輪的承載能力。為保證輪齒強(qiáng)度，外齒輪輪緣厚度應(yīng)大于3.5mn，內(nèi)齒輪輪緣厚度應(yīng)大于5mn。軸承軸承失效風(fēng)險（抗次表面疲勞失效能力（抗極限載荷下的塑性變形能力圖2表明了不同的設(shè)計準(zhǔn)則如何影響軸承的選型。性能限制曲線之間的灰色區(qū)域是軸承應(yīng)用的安全區(qū)域。圖2不能直接用于設(shè)計目的，因不同軸承的性能限制曲線，其相對位置有非常大的區(qū)別。19圖2軸承選型準(zhǔn)則范例除了基本額定壽命及靜態(tài)安全性能，軸承選型還需要考慮的其他方面如下：安裝及拆卸；軸承類型與實際應(yīng)用位置的適用性；不對中；低載荷工況；離心力；振動；抗顆粒物污染能力；熱膨脹；供油和排油條件；系統(tǒng)固有頻率；載荷分配；需著重考慮不同軸承間的相互作用，因其影響整個軸系的動態(tài)性能；軸承套圈的材料及熱處理。設(shè)計時，應(yīng)該考慮電流通過、水分侵入等潛在影響、并盡可能避免這些情況發(fā)生。軸承推薦基于以下假設(shè)：按照本文件及軸承制造商的建議選擇適當(dāng)?shù)妮S承尺寸；軸承的載荷譜應(yīng)包括所有的外部和內(nèi)部的載荷；按照本文件及軸承制造商的建議保證軸承充足的潤滑；按照本文件及軸承制造商的建議設(shè)計相鄰的部件。GB/T24611—2020列舉了軸承主要的失效模式，其中大多數(shù)都曾在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱中出現(xiàn)過。軸承可能在多種失效模式的共同作用下發(fā)生損壞。軸承選型20技術(shù)規(guī)范接口信息對于己選擇的軸承布置設(shè)計，需要明確以下方面：相關(guān)數(shù)據(jù)的參考坐標(biāo)系和參考點；齒輪箱中軸承的接口信息描述，如：—齒輪箱中齒輪和軸承的相對位置和尺寸；—軸和軸承座的直徑尺寸、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和表面硬度；—支撐軸肩、軸承座和蓋板相鄰結(jié)構(gòu)的尺寸、尺寸公差、形位公差和粗糙度；軸承周邊結(jié)構(gòu)的剛度；供油流量、壓力、溫度及回油等。所有的技術(shù)規(guī)范信息和初始設(shè)計假設(shè)應(yīng)以文件形式提交給認(rèn)證機(jī)構(gòu)審核。技術(shù)規(guī)范運行工況對每個接口的定義，應(yīng)提供描述相關(guān)運行環(huán)境和運作包括動態(tài)激勵的信息，例如：力；彎矩；轉(zhuǎn)速；運動；偏移量；不對中量；變形量；加速度；溫度—名義值、最大和最小值。軸承材料軸承套圈采用滲碳工藝的材質(zhì)推薦滿足GB/T3203的G20Cr2Ni4AGB/T18254—2016的GCr18MoA或ISO683-17—2014的100CrMo7-3/100CrMo7-4，18254中特級優(yōu)質(zhì)鋼的要求。軸承鋼質(zhì)量評價的重點如下：化學(xué)成分；鋼的純凈度（宏觀夾雜物及非金屬夾雜物）；21煉鋼工藝；碳化物；低倍；表面質(zhì)量。軸承與軸和軸承座的配合軸承套圈與軸和/（包括軸向和徑向/旋轉(zhuǎn)工況；載荷大??；軸承類型；軸承內(nèi)部游隙和配合表面粗糙度；溫度狀況；要求的運行精度；軸和軸承座的設(shè)計及材料；浮動軸承的浮動量；許用脹緊力；便于安裝和拆卸。（行星輪內(nèi)孔的表面硬度應(yīng)不小于55HRC,以抵御因無法避免的外圈蠕動帶來的嚴(yán)重磨損。需要特別與行星輪軸承外圈配合的行星輪內(nèi)孔至少采用R6的公差。根據(jù)運行工況和行星輪的設(shè)計，也可以采用其他的配合。除球面滾子軸承外，行星輪軸承內(nèi)圈要壓緊以避免轉(zhuǎn)動。軸承保持架22（例如對于外徑＜1.2m的圓錐滾子軸承，可以采用沖壓保持架，材料推薦沖壓性能良好的JISG3131—2010的SPHD、SPHE材料或EN10111—2008的DD12、DD13材料。對于外徑≥1.2m的圓錐滾子軸承，推薦采用實體機(jī)加工保持架，材料推薦GB/T1591—2018的Q355C材料。對于圓柱滾子軸承采用的實體保持架，應(yīng)滿足GB/T1176—2013的ZCuAl10Fe3Mn2鋁青銅或性能相近的材料。軸承游隙計算軸承修正額定壽命的工作游隙時，需考慮受以下影響因素：軸承初始游隙；軸、軸承座和軸承內(nèi)外圈的配合公差；特定配合表而的光滑度；軸承內(nèi)、外圈的溫度梯度（5);材料的熱膨脹系數(shù)；工作溫度。裝配時的靜態(tài)變形會影響軸承的工作游隙。在確定軸承工作游隙時，需要運用公差的統(tǒng)計學(xué)分析。2/3。另外，應(yīng)檢查公差配合的極限值。5表5用于計算軸承工作游隙的溫度梯度軸承位置連續(xù)運行時軸承內(nèi)、外圈的溫差K葉片運行額定功率≥500kW葉片運行額定功率＞2MW輸出軸10至2015至30高速中間軸5至1510至20低速中間軸0至105至15行星輪-5至+5-5至+5低速軸0至55至1023軸承裝配例如，圖3展示了圓柱滾子軸承盲裝時存在的風(fēng)險，應(yīng)避免盲裝。圖3軸承盲裝說明：1——滾子卡在內(nèi)圈滾道；2——滾子翹起；軸承潤滑潤滑油清潔度GB/Z36517—2018??狀況。ISO4406的潤滑油溫度計算黏度比k（見表6)（見7.2.3)。對于軸承額定壽命計算，黏度比按GB/T6391—2010確定。246.3.26.3.3中定義了穩(wěn)定工作狀態(tài)下的進(jìn)油溫度。如果油池溫度和進(jìn)油溫度未知，應(yīng)采用比風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造商規(guī)定的停機(jī)溫度低5度的溫度。表6計算黏度比?的軸承潤滑油溫度軸承位置飛濺潤滑的軸承潤滑油溫度K強(qiáng)制潤滑的軸承潤滑油溫度K輸出軸油池溫度+10進(jìn)油溫度+5高速中間軸油池溫度+10進(jìn)油溫度+5低速中間軸油池溫度+5進(jìn)油溫度行星軸油池溫度+5進(jìn)油溫度低速軸油池溫度進(jìn)油溫度程中進(jìn)行討論（7章）。溫度監(jiān)測、停機(jī)限制條件，以及超過限制條件后的控制系統(tǒng)的動作。軸承靜強(qiáng)度計算在規(guī)定的極限設(shè)計載荷下（見5.4.2)，所有軸承的靜態(tài)安全系數(shù)應(yīng)至少達(dá)到2.0。GB/Z36517，按照GB/T4662計算得出的S0接觸應(yīng)力軸承接觸應(yīng)力應(yīng)在Miner73651736517—2018進(jìn)行高級接觸應(yīng)力計算。表7Miner當(dāng)量動態(tài)軸承載荷下軸承最大接觸應(yīng)力指導(dǎo)值軸承位置轉(zhuǎn)速范圍?????最大接觸應(yīng)力????（MPa）高速中間軸25000-2200001650低速中間軸10000-600001650中速太陽軸10000-600001650中速行星軸20000-1500001550低速行星軸10000-600001550低速軸5000-150001650注1：表中指導(dǎo)值是從當(dāng)前的齒輪箱設(shè)計經(jīng)驗中得到的，與速度指數(shù)?????相應(yīng)的范圍對應(yīng)。注2：表中指導(dǎo)值適用于目前通用的、高質(zhì)量硬化軸承鋼，根據(jù)良好制造經(jīng)驗和基于成熟設(shè)計的滾動接觸面形狀進(jìn)行制造25的軸承。的軸承。注3：表中指導(dǎo)值適用于設(shè)計壽命為20年的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。注4：通常，對于輸入軸沒有可用的當(dāng)量載荷。軸承額定壽命計算修正參考額定壽命????GB/Z36517n應(yīng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造n10。計算的修正參考額定壽命????應(yīng)該達(dá)到或者超過齒輪箱規(guī)定的計壽命?；贕B/Z36517,如果綜合修正參考額定壽命????大于10倍的基本參考額定壽命???,參考額定壽命????10倍的???。????可以由以下式計算得出。??=?1Σ? （）式中：

Σ??1???????——在（100-n）%的可靠性下，修正參考額定壽命的小時數(shù)；?——失效概率的百分比；?1——依據(jù)GB/T4662的壽命修正系數(shù)；0?,?——90%GZ3657??——第i載荷段的持續(xù)的時間（如果轉(zhuǎn)速恒定）或者轉(zhuǎn)數(shù)。修正參考額定壽命????需要通過調(diào)整壽命修正系數(shù)?1素有：徑向、軸向和彎矩載荷；軸承內(nèi)部設(shè)計；內(nèi)部工作游隙；行星轉(zhuǎn)架、軸承以及軸系的彈性；軸承滾動體間的載荷分布；滾動體長度方向的載荷分布：——滾動體和滾道的修形；——滾道接觸截面。工作溫度下的潤滑油黏度；GB/T6391—2010K值下的有效性；工作中的潤滑油清潔度；齒輪載荷偏移；行星齒輪間均載系數(shù)。26軸承打滑推薦軸承套圈及滾動體表面發(fā)黑處理，滿足GB/T15519及DIN50938的各項技術(shù)要求。最大程度降低打滑損傷風(fēng)險。打滑損傷風(fēng)險受以下因素影響：速度；加速度；從空載到負(fù)載工況的變換頻次；潤滑因素，如油量、黏度、溫度和添加劑；工作內(nèi)部游隙；受載區(qū)的大小和位置，包括預(yù)緊載荷；軸承座的彈性；涂層或表面處理的有效性（如果有）。軸承精度軸承零件及成品精度要求不低于匯總表8。表8軸承精度要求匯總部位軸承系列軸承類型精度套圈滾子成品轉(zhuǎn)架公制TRBCSBTS.TC98.57-1999和CSBT.TC98.20-1997中的6級GB/T25767中的Ⅱ級接近GB/T307.1的5級英制ABMA19.2中的4級ABMA19.2中的2級行星輪公制CRBCSBTS.TC98.72-1999中的6級GB/T4661中的G2GB/T307.1的6級高速軸公制CRBCSBTS.TC98.72-1999中的5級GB/T307.1的5級公制TRBCSBTSTC98.57-1999中的5級GB/T25767中的Ⅰ級型式試驗27軸承型式試驗是為了驗證產(chǎn)品能否滿足技術(shù)規(guī)范要求。有下列情況之一時應(yīng)進(jìn)行型式試驗：新產(chǎn)品的試制定型鑒定時無相近尺寸的產(chǎn)品做過型式試驗；產(chǎn)品的設(shè)計、材料或工藝等方面有重大改變時；出廠檢驗的結(jié)果與上次型式檢驗結(jié)果有較大差異時；在使用中出現(xiàn)重大偏差時。型式試驗指地面臺架試驗+可選擇一個型號做型式試驗，其它型號不再做型式試驗。試驗設(shè)備初始潤滑油的清潔度不低于GB/T14039—2002中-/14/12等級。如果暫時不具備型式試驗條件，需與齒輪箱廠家協(xié)商確定驗證方法?；瑒虞S承選型需要考慮的因素選用滑動軸承需要考慮的因素：通過滑動軸承軸頸良好的修形設(shè)計，可以降低非扭載荷作用下軸頸與軸瓦邊緣接觸風(fēng)險；通過優(yōu)化滑動軸承寬徑比、相對間隙和比壓等設(shè)計參數(shù)，可以保證滑動軸承的最小油膜厚度，降低摩擦功耗； 連接和密封花鍵傳遞扭矩的柔性花鍵設(shè)計時應(yīng)注意防止磨損腐蝕。在ANSI/AGMA6123中的內(nèi)部耦合條款可獲得關(guān)于這個話題的更多信息。緊固件通用要求28所有的緊固件需要達(dá)到公制8.8級或者更好。緊固件尺寸、擰緊扭矩、配合參照ANSI/AGMA6001或者經(jīng)過試驗認(rèn)可。只要可行，緊固件應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的型號和處理。在應(yīng)采用10.9級或12.9級高強(qiáng)度緊固件進(jìn)行傳遞載荷時，需要符合以下要求：如果高強(qiáng)度鋼(830N/mm2或者更高）制成的緊固件需進(jìn)行鍍層處理，應(yīng)嚴(yán)格遵守質(zhì)量控制程序避免氫脆。氫脆可導(dǎo)致低延展性，從而可能引起螺母、墊圈及螺栓等出現(xiàn)開裂、斷裂等現(xiàn)象；應(yīng)控制高強(qiáng)度緊固件的采購來源；應(yīng)控制電鍍流程的替代或者更改；緊固件應(yīng)按批次取樣并進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測試。內(nèi)部緊固件箱體連接件O型圈和密封膠應(yīng)與潤滑劑相兼容。分離平面箱體應(yīng)有定心裝置，如定位銷。軸承不能用于箱體定心。（考慮重復(fù)裝配）的位置、锪平面（用于螺栓）、沉孔、軸承的定位壓板。傳扭銷密封V結(jié)構(gòu)件簡介29本條定義了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的結(jié)構(gòu)件剛度分析、強(qiáng)度校核和疲勞校核。應(yīng)對下述所列結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核：扭力臂；行星架；其他任何傳遞主要載荷的結(jié)構(gòu)件。剛度分析齒輪和軸承對不對中非常敏感，過大的變形會造成不適當(dāng)?shù)倪\行和（或）與其他零部件發(fā)生干涉。因此變形和剛度的考慮在風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的設(shè)計過程中是很重要的。強(qiáng)度分析強(qiáng)度校核是用零部件的應(yīng)力與許用極限應(yīng)力進(jìn)行比較。局部安全系數(shù)??（失效的后果）和??（材料）應(yīng)按照IEC61400-1—2019認(rèn)可的材料代碼的使用須與IEC61400-1—2019一致。應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)采用數(shù)學(xué)解析模型或者數(shù)值分析工具進(jìn)行，如???。（包括邊界條件?=?·?.................................................................................（4）式中：?—應(yīng)力；?—所施加的載荷。（所產(chǎn)生的應(yīng)力場線性疊加產(chǎn)生。有限元分析

eijij,k?k （）有限元分析（???）是基于離散單元組成的模型和其對應(yīng)的邊界條件進(jìn)行的。30???應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)格的靈敏度分析。邊界條件邊界條件包括載荷和約束。外部的力、力矩、位移是決定結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力的主要部分。（計算時也應(yīng)進(jìn)行考慮。約束包括平動和旋轉(zhuǎn)的幾何邊界條件。材料屬性材料數(shù)據(jù)應(yīng)該從國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)中選取或從材料測試的結(jié)果數(shù)據(jù)中獲得，該材料測試根據(jù)5.8.5進(jìn)行。極限和屈服強(qiáng)度61400-1—2019。結(jié)構(gòu)件的安全度定義為對極限強(qiáng)度（適用屈服強(qiáng)度場合時的屈服強(qiáng)度）的載荷裕度系數(shù)????根據(jù)式(6)計算得出。???=???≥1.（）?????·??式中：????—表示最大線性彈性應(yīng)力；????在5.83.局部安全系數(shù)用于計算許用應(yīng)力值?？紤]材料的局部安全系數(shù)(??)應(yīng)采用表8所列的值。失效后局部安全系數(shù)（??）定義在IEC61400-1—2019中。表9材料的局部安全系數(shù)特征強(qiáng)度局部安全系數(shù)????_??=1.1????_??=1.3對極限或屈服強(qiáng)度的應(yīng)力假設(shè) 對塑性材料而言．需要用最大的剪切應(yīng)變能量假設(shè)［如：馮·米塞斯(vonMises)］或者最大剪切應(yīng)力假設(shè)［如：崔思卡(Tresca)]來描述失效機(jī)理。31而其他的應(yīng)力假設(shè)需要經(jīng)過部件測試，證明其適用性。尺寸影響寸對材料強(qiáng)度的影響應(yīng)當(dāng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或者參考文獻(xiàn)［如Gudehus和Zenner準(zhǔn)則(1999)或Wegerdt、Hanel、H?nel、Wirthgen準(zhǔn)則(2003)]確定。許用應(yīng)力值許用應(yīng)力????是零部件所能承受的最大局部應(yīng)力。材料的許用應(yīng)力值應(yīng)當(dāng)從標(biāo)準(zhǔn)中選取或者根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試來確定。強(qiáng)度數(shù)值(,??????????,?????????)。標(biāo)準(zhǔn)的方法中，結(jié)構(gòu)鋼與球墨鑄鐵（球狀）的許用應(yīng)力值根據(jù)式(7)計算得出，灰口（層狀）鑄鐵的許用應(yīng)力值根據(jù)式(8)計算得出。?????=n[???_??

;???_??

]...................................................................（7）?????=?.（）??_??（例如：缺口）和載荷等級。這種影響可以通過截而系數(shù)??,?來表示。圖4展示了結(jié)構(gòu)失效狀態(tài)下分別使線性假設(shè)和考慮塑形的分析方法的情況。圖4帶缺口零部件的截面系數(shù)npl,σ定義??,?算的缺口應(yīng)力???增加的多少與屈服強(qiáng)度的關(guān)系。該系數(shù)適用于局部和整體失效的情況，它通過式(9)定義。npl,min(npl,,LF;npl,,GF)1

.........................................................（9）32????%(10) Rp?npl（10）除非提供出證明和驗證，本高級方法不適用于：表面硬化零部件（通過化學(xué)熱處理或者熱處理）；極限應(yīng)變?3或?5<8%的層狀鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵。如果材料應(yīng)力超出屈服點并且該區(qū)域承受疲勞載荷，那么傳統(tǒng)的線性損傷累計概念將不再適用。整體和局部失效????）處的局部應(yīng)力而失效。整體失效可能發(fā)生在無缺口的截面或者有不嚴(yán)重缺口的截面。根據(jù)eerdtrhen(2003)??,?,?(11)???,??= ????·?.（1）????需要使用彈塑性有限元分析(???)用???方法評估時應(yīng)使用理想的彈塑性應(yīng)力－應(yīng)變曲線。示例如圖5所示。圖5 理想的彈塑性應(yīng)力－應(yīng)變曲線整體失效的截面系數(shù)可以通過式（12）計算得出。式中：

??,,?

=??............................................................................（12）????—彈性載荷極限．在該載荷下僅有缺口處的局部應(yīng)力超過屈服點??；??—總的塑性載荷極限，在該載荷下零件整體開始屈服。33疲勞分析疲勞強(qiáng)度方法1972)、Haibach(2006)、Matsuishi和Endo1969)或WegerdtHanelH?nelWirthgen2003)參考文獻(xiàn)中選取。本分析步驟是基于局部應(yīng)力方法展開的。疲勞強(qiáng)度分析的三種方法（方法A、方法B、方法C)在下文進(jìn)行了描述。在所有情況下疲勞強(qiáng)度應(yīng)使用累計損傷度?和疲勞載荷裕度系數(shù)LRF?進(jìn)行描述。（半峰值方法A:（見A適用的載荷條件如下：多軸載荷；方法B:B僅適用于結(jié)構(gòu)件（MinerB適用以下工況：單軸載荷；方法C:（一個假定的平均應(yīng)力）進(jìn)行比較，進(jìn)而獲得載荷裕度系數(shù)（見5.8.4.4)。方法C只能應(yīng)用于如下載荷條件：單軸載荷；無預(yù)加載荷。確定局部應(yīng)力局部應(yīng)力等級（如零部件應(yīng)力）按照5.8.3.2所述進(jìn)行確定。所有疲勞設(shè)計載荷都應(yīng)按照IEC61400-1—2019進(jìn)行考慮。方法A中局部應(yīng)力的確定：34s的應(yīng)力變化歷程可以基于彈性應(yīng)力張量????(?,?)5.8.3.2中討論的那樣。???,?)=Σ??,????) （1）?,????1[見考文獻(xiàn)］。實際應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)通過應(yīng)力變化歷程采用雨流計數(shù)法進(jìn)行計算，見Haibach(2006)或SAE（1997）參考文獻(xiàn)。方法B中局部應(yīng)力的確定：???)=???·?.式中：??—每個載荷段的載荷幅值。??,??=?,??·?+??,???(.式中：??—每個載荷段的載荷平均值。??,???(—方法C中局部應(yīng)力的確定：通過等效載荷計算結(jié)構(gòu)件的局部應(yīng)力幅值，見式（16）。???,???=??·??·??....................................................................（16）式中:??·??—某個規(guī)定的參考循環(huán)次數(shù)????下，對應(yīng)所用材料S/N曲線斜率k的等效載荷幅值。疲勞應(yīng)力假設(shè)應(yīng)力假設(shè)的選擇取決于零部件的載荷和材料類型。單軸應(yīng)力條件下可應(yīng)用的應(yīng)力假設(shè)：對于脆性和鑄鐵材料，應(yīng)使用最大主應(yīng)力假設(shè)； 主應(yīng)力應(yīng)通過下述式（17）計算得出。35S/N

?????

>>

對于>>（17）如圖6所示，S/N曲線從應(yīng)力幅值和相對應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)兩方面表述了材料的疲勞強(qiáng)度特性。圖6合成S/N曲線（摘自Haibach，2006參考文獻(xiàn)）原則上，應(yīng)以統(tǒng)計方法確定的零件材料S/N曲線為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。如果沒有這些S/N曲線，那么應(yīng)采用Haibach(2006)、Gudehus和Zenner(l999)、Wegerdt、Hanel、H?nel、Wirthgen(2003)參考文獻(xiàn)或類似的權(quán)威參考文獻(xiàn)中規(guī)定的合成S/N曲線進(jìn)行疲勞分析。當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ni>ND時，S/N曲線應(yīng)該從??,?點延伸，此時曲線傾斜（斜率）參數(shù)為2k-l是疲勞強(qiáng)度線的傾斜參數(shù)，Haibach(2006)參考文獻(xiàn)。在這里，許用應(yīng)力循環(huán)次數(shù)ND是指在理想測試條件下（沒有腐蝕影響等），S/N曲線中恒定幅值??（拐點）所對應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。合適的極限值取決于發(fā)生的應(yīng)力和應(yīng)力幅值。疲勞強(qiáng)度的影響在計算應(yīng)力幅值或者應(yīng)力范圍時需要考慮下列因素對疲勞強(qiáng)度和諧減系數(shù)的影響。應(yīng)力梯度；表面粗糙度；表面處理；平均應(yīng)力影響;尺寸影響；材料局部安全系數(shù)；36失效后果局部安全系數(shù)。注：失效后果局部安全系數(shù)是從載荷中除去的。疲勞局部安全系數(shù)鋼材局部安全系數(shù)鋼的材料局部安全系數(shù)??應(yīng)從IEC61400-1—2019中選取。鑄鐵局部安全系數(shù)表10中鑄鐵材料局部安全系數(shù)??S/N量的要求。表10鑄鐵材料的合成S/N曲線的局部安全系數(shù)??材料性能??鑄造質(zhì)量等級（依據(jù)EN12680-3）123??(?=50%)1.51.752.0注：表中安全系數(shù)是假定表面和內(nèi)部缺陷檢測的情況下才適用。從材料試樣確定的局部安全系數(shù)ISO5725-2或者適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行統(tǒng)計確定。S/N曲線是應(yīng)基于生存概率為97.7%來進(jìn)行確定。此時材料局部安全系數(shù)??=1.25ISO17025在公認(rèn)的實驗室中進(jìn)行。失效后果的局部安全系數(shù)失效后果的局部安全系數(shù)在IEC61400-1—2019中進(jìn)行了說明。損傷累積對于方法A和方法B(見5.8.4.1),損傷應(yīng)根據(jù)修正的Miner法則(Haibach2006)進(jìn)行計算。按照式(18)，損傷應(yīng)小于或者等于1：?=Σ

1

?=

??≤1...............................................................（18）?1?這里??是載荷段“?”的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，??是載荷段“?”的載荷幅值在圖6所示的N次數(shù)。1?疲勞強(qiáng)度的載荷裕度系數(shù)????表示了結(jié)構(gòu)件疲勞強(qiáng)度，可以用式(19)1?????≈

1/?≥1.....................................................................（19）對于方法C的評判標(biāo)準(zhǔn)是疲勞強(qiáng)度的載荷裕度系數(shù)????應(yīng)大于l；????

≈???

?????

1/?≥1................................................................（20）37應(yīng)力幅值??,??應(yīng)通過5.8.4.3中描述的單軸應(yīng)力狀況的應(yīng)力假設(shè)進(jìn)行計算。在確定???和??k應(yīng)等于S/N曲線的斜率k。對于方法C，由于外部載荷所引起的平均應(yīng)力等方面的信息是未知的，因此，計算時假設(shè)應(yīng)力比率?=0.50.5這種情況下，平均應(yīng)力影響應(yīng)以保守的方法進(jìn)行考慮。材料測試（符合性聲明應(yīng)符合ISO10474-2013或者等價的EN10204,并且詳述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制對于那些承受高的靜態(tài)或者周期載荷并且對于齒輪箱的完好性很重要的零部件試驗證書，應(yīng)按照ISO10474-2013提交。材料的靜態(tài)特性（例如屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度）應(yīng)根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)以試驗的方法來確定。文件概述文件（形成一個統(tǒng)一的整體。這里應(yīng)注意的是計算分析中用到的相鄰零部件和結(jié)構(gòu)區(qū)域的關(guān)聯(lián)性應(yīng)包含在文件中。應(yīng)力和應(yīng)變的確定（（???的記錄。靜態(tài)強(qiáng)度評估疲勞強(qiáng)度評估評估結(jié)果，包括對5.8.4中描述的規(guī)定因素的考慮，并包括有關(guān)的整體??模型或先前選擇的局部置（例如：危險橫截面、應(yīng)力集中處）的描述。（同5.8.438潤滑概述類型飛濺潤滑和壓力潤滑是功率>800kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱中采用的兩種主要潤滑類型。除了干油飛濺潤滑壓力潤滑額定功率500kW噴嘴和管線應(yīng)方便檢查和更換。如果內(nèi)部管線有螺紋件，應(yīng)便于緊固。應(yīng)有在線過濾器保護(hù)噴嘴，避免堵塞。39壓力供油系統(tǒng)既可以是干油池也可以是濕油池。在干油潤滑系統(tǒng)中，齒輪和軸承不能浸入潤滑劑中?；旌蠞櫥到y(tǒng)滑油的選擇（高精煉礦物油和合成油的混合物黏度為齒輪箱選擇正確的潤滑劑黏度等級應(yīng)基于運行工況而不是啟動工況。在ISO12925-1或者AGMA9005中的指導(dǎo)規(guī)范是以黏度指數(shù)和油池工作溫度為基礎(chǔ)，來選擇合適的潤滑劑黏度等級。如果運行特性40齒輪膠合；混合靡擦中的軸承砦損和軸承疲勞；油的氧化性能；腐蝕保護(hù)（鐵制的和非鐵制的）；發(fā)泡性和空氣析出性；剪切安定性；橡膠兼容性。ISO、CECASTM定義和批準(zhǔn)，同時應(yīng)包括這個方法的重復(fù)性和再現(xiàn)有很多工業(yè)設(shè)備制造商要求的非標(biāo)準(zhǔn)的測試方法可以幫助定義在這個應(yīng)用上的潤滑劑性能，例如：齒輪磨損［磨損性、粘合性、疲勞性（微觀和宏觀）］；過濾性；與結(jié)構(gòu)件材料的兼容性（鐵制和非鐵制材料、油漆、涂層、橡膠、密封圈和密封劑等）；。潤滑油溫度及流量運行溫度（有效黏度和油膜厚度油池溫度41在壓力潤滑系統(tǒng)中，油池溫度是潤滑系統(tǒng)工作時油泵和過濾器之間壓力管路處的溫度。潤滑劑入口溫度潤滑劑入口溫度是壓力潤滑或混合潤滑系統(tǒng)中潤滑劑進(jìn)入齒輪箱處的穩(wěn)態(tài)溫度。軸承潤滑溫度油量潤滑系統(tǒng)中最小油批的計算見式(21)：???=0.5·???+20.（2）式中：???();???—風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定功率，單位為于瓦(kW)。這個推薦值是基于典型的箱體作為油池的功率到2MW的多級傳動齒輪箱的應(yīng)用經(jīng)驗。因此，對于不是多級傳動、功率大于2MW或是使用獨立油箱的齒輪箱，其最小油溫應(yīng)重新評估。潤滑油加熱及散熱設(shè)備應(yīng)設(shè)計合適的潤滑油加熱和散熱設(shè)備，保證油池的正常工作溫度。冷啟動時，如果環(huán)境溫度過低，潤滑油需要提前加熱。油箱溫度過高，需要增大散熱功率。應(yīng)規(guī)定和控制油池溫度高于環(huán)境溫度的最大值及油池溫度的絕對最大值。規(guī)定的極限值應(yīng)與齒輪和軸承額定計算時使用的值相一致。當(dāng)十分鐘內(nèi)油池溫度的平均值超過85℃時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)停止運轉(zhuǎn)。在啟動前，油池溫度應(yīng)能保證潤滑劑自由循環(huán)或者比該溫度高5℃，這可能需要一個加熱裝置。齒（加熱機(jī)艙內(nèi)的空氣；使用壓力循環(huán)加熱系統(tǒng)；在可控空轉(zhuǎn)速度下，確保上部的軸承有足夠的潤滑；用電阻加熱設(shè)備包裹外部的潤滑管路；潤滑劑連續(xù)循環(huán)來保待其流動性，利用潤滑劑的黏性發(fā)熱。潤滑性能監(jiān)測42（如主軸承油品清潔度；黏度；含水掘；金屬磨損量；油品氧化的測定；添加劑中包含的關(guān)鍵金屬和非金屬元素。潤滑劑清潔度在注入齒輪箱之前，過濾新的潤滑劑；測定工廠試驗后的油液清潔度確定裝配的消潔度； 潔度等級兩方面達(dá)成一致；監(jiān)測以發(fā)現(xiàn)潤滑劑的污染物情況或其他不利變化。潤滑劑的清潔度測定根據(jù)ISO440611根據(jù)油樣來源列出了清潔度的推薦值。表11推薦的清潔度等級油樣來源根據(jù)ISO4406的清潔度標(biāo)準(zhǔn)在齒輪箱任意位覺新加入的潤滑劑-/14/11在齒輪箱制造商工廠試驗后．齒輪箱油池中的潤滑劑-/15/1243風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試運轉(zhuǎn)后，一個月內(nèi)齒輪箱油池中的潤滑劑-/15/12每個維護(hù)周期內(nèi)，齒輪箱油池中的潤滑劑-/16/13注：在顆粒自動計數(shù)的悄況下，ISO4406直徑等于或小于6μm小顆粒的測撮有很大的不確定性。（稀釋方法關(guān)于潤滑劑清潔度和過濾的附加說明參見附錄E。通過測試，齒輪箱制造商應(yīng)證明每臺齒輪箱生產(chǎn)／驗收試驗時所使用潤滑劑油的清潔度符合表11所示的消潔度或符合軸承計算時引用的潤滑劑清潔潤滑系統(tǒng)維護(hù)當(dāng)設(shè)計風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的潤滑系統(tǒng)時，應(yīng)考慮其易于維護(hù)。包括以下方面：在循環(huán)油路中過濾器前后位置提供容易采集油樣的接口；在維護(hù)濾芯的時候，應(yīng)礎(chǔ)保墊圈、螺栓、墊片或密封件等容易松脫的零件不會移位或丟失；過濾器安裝位置要能夠易于取出和更換濾芯，并應(yīng)配備接油盤收集更換過程中溢出的油液；應(yīng)配備帶有旁通指示器的采用頭部安裝的金屬結(jié)構(gòu)過濾器；確保潤滑系統(tǒng)在所有運行模式下能夠自啟動，包括首次注油和后期維護(hù)裝