2017年 8月 25日 風(fēng) 電 齒 輪 箱 簡(jiǎn) 介 2 0 2 1 -4 -2 3 3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 雙饋式風(fēng)機(jī)永磁直驅(qū)式風(fēng)機(jī)2 0 2 1 4 2 3 3 2 0 2 1 -4 -2 3 4 齒輪箱結(jié)構(gòu)：1、一級(jí)行星兩級(jí)平行級(jí)2、兩級(jí)行星一級(jí)平行級(jí)3、帶主軸齒輪箱4、緊湊型齒輪箱（半直驅(qū)齒輪箱）齒輪箱與主軸聯(lián)接方式：1、收縮盤聯(lián)接2、法蘭聯(lián)接齒輪箱與電機(jī)聯(lián)接方式：1、鍵聯(lián)接2、收縮盤聯(lián)接齒輪箱固定方式：1、彈性支持軸聯(lián)接2、方塊聯(lián)接風(fēng)電主齒輪箱結(jié)構(gòu) 2 0 2 1 4 2 3 4 2 0 2 1 -4 -2 3 5 行星輪系介紹行星輪系是只具有一個(gè)自由度的輪系，一個(gè)原動(dòng)件即可確定執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)。原動(dòng)件通常為中心輪（風(fēng)電齒輪箱中一般指太陽輪）或者系桿（風(fēng)電齒輪箱中一般指行星架），即與行星輪直接接觸的中心輪或系桿作為原動(dòng)件帶動(dòng)行星齒輪，一方面行星輪繞著自身的軸線自轉(zhuǎn)，另一方面行星輪又隨著系桿（行星架）繞一固定軸線回轉(zhuǎn)。行星輪系和差動(dòng)輪系統(tǒng)稱為周轉(zhuǎn)輪系 一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系由三類構(gòu)件組成：一個(gè)系桿（行星架）、一個(gè)或幾個(gè)行星輪（目前主要為三個(gè)行星輪，部分載荷大的為四個(gè)行星輪，帶柔性銷的可具有更多的行星輪）、一個(gè)或幾個(gè)與行星輪相嚙合的中心輪（目前主要為兩個(gè)，一個(gè)太陽輪，一個(gè)齒圈）行星輪系中，兩個(gè)中心輪有一個(gè)固定（目前常見的為齒圈固定）；差動(dòng)輪系中，兩個(gè)中心輪都可以動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)外常見的風(fēng)電齒輪箱主要為行星輪系結(jié)構(gòu)，但也有部分廠家選用的為差動(dòng)輪系。因此本文主要介紹的是行星輪系結(jié)構(gòu)。 行星輪系相對(duì)平行軸系的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大、噪音小等；行星輪系相對(duì)平行軸系的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工要求高、裝配要求高等。2 0 2 1 4 2 3 5 2 0 2 1 -4 -2 3 6 一級(jí)行星兩級(jí)平行結(jié)構(gòu) 該種結(jié)構(gòu)主要用于2 MW以及2 MW以下功率的風(fēng)電齒輪箱，用一組平行級(jí)代替行星級(jí)，可靠性高，但體積與重量大2 0 2 1 4 2 3 6 2 0 2 1 -4 -2 3 7 兩級(jí)行星一級(jí)平行結(jié)構(gòu) 該種結(jié)構(gòu)主要用于2 .5 MW以上功率的齒輪箱，承載能力強(qiáng)，體積小，重量輕，直徑小但橫向長(zhǎng)。部分2 MW以下齒輪箱也采用了該種結(jié)構(gòu)2 0 2 1 4 2 3 7 2 0 2 1 -4 -2 3 8 帶主軸齒輪箱 主軸安裝在齒輪箱內(nèi)部2 0 2 1 4 2 3 8 2 0 2 1 -4 -2 3 9 緊湊型齒輪箱 通常也叫半直驅(qū)齒輪箱，半直驅(qū)是兼顧有直驅(qū)和雙饋風(fēng)電機(jī)的特點(diǎn)。與雙饋機(jī)型比，半直驅(qū)的齒輪箱的傳動(dòng)比低；與直驅(qū)機(jī)型比，半直驅(qū)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高。這個(gè)特點(diǎn)決定了半直驅(qū)一方面能夠提高齒輪箱的可靠性與使用壽命，同時(shí)相對(duì)直驅(qū)發(fā)電機(jī)而言，能夠兼顧對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，改善大功率直驅(qū)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造條件。2 0 2 1 4 2 3 9 2 0 2 1 -4 -2 3 1 0 緊湊型齒輪箱 半直驅(qū)齒輪箱的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，這種半直驅(qū)齒輪箱與電機(jī)設(shè)計(jì)成一體，以降低齒輪箱重量，但對(duì)于齒輪箱的設(shè)計(jì)要求提高。2 0 2 1 4 2 3 1 0 2 0 2 1 -4 -2 3 1 1 齒輪箱與主軸聯(lián)接方式 收縮盤聯(lián)接一般用于3 MW以下機(jī)型無法滿足更大功率機(jī)型的需求法蘭聯(lián)接可用于更大功率機(jī)型2 0 2 1 4 2 3 1 1 2 0 2 1 -4 -2 3 1 2 齒輪箱與電機(jī)聯(lián)接方式 鍵聯(lián)接收縮盤聯(lián)接2 0 2 1 4 2 3 1 2 2 0 2 1 -4 -2 3 1 3 齒輪箱固定方式 彈性支撐軸聯(lián)接方塊聯(lián)接2 0 2 1 4 2 3 1 3 2 0 2 1 -4 -2 3 1 4 一般風(fēng)電齒輪箱銘牌包含以下信息：1、型號(hào)-齒輪箱型號(hào)；2、功率-額定狀態(tài)下齒輪箱的運(yùn)行功率，非風(fēng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）功率；3、速比-齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速的比值；4、輸入轉(zhuǎn)速-額定狀態(tài)下齒輪箱行星架的輸入轉(zhuǎn)速（葉片轉(zhuǎn)速）；5、輸出轉(zhuǎn)速-額定狀態(tài)下齒輪箱高速軸的輸出轉(zhuǎn)速（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速）；6、重量-一般指齒輪箱出廠前的重量，不含潤(rùn)滑油，可能含收縮盤（如果發(fā)貨時(shí)不含收縮盤，顯示的重量則不含收縮盤）；7、潤(rùn)滑油型號(hào)-推薦的潤(rùn)滑油牌號(hào)，只有設(shè)計(jì)認(rèn)可的潤(rùn)滑油才允許使用；同時(shí)，也是齒輪箱出廠前試驗(yàn)所用的潤(rùn)滑油牌號(hào)，更換其他允許的潤(rùn)滑油須經(jīng)過一系列清洗；8、潤(rùn)滑油量-齒輪箱設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油量，能夠滿足齒輪箱正常運(yùn)行。9、序列號(hào)-齒輪箱唯一的編號(hào)，通過編號(hào)可以查到齒輪箱制造過程的數(shù)據(jù)；1 0、生產(chǎn)日期-齒輪箱的制造日期齒輪箱銘牌 2 0 2 1 4 2 3 1 4 2 0 2 1 -4 -2 3 1 52 0 2 1 4 2 3 1 5 齒輪箱銘牌 2 0 2 1 -4 -2 3 1 6 某1 .5 MW齒輪箱裝配圖行星級(jí) 中間級(jí) 高速級(jí) 2 0 2 1 4 2 3 1 6 2 0 2 1 -4 -2 3 1 7 風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述行星級(jí) 太陽輪收縮盤行星架齒圈行星輪行星輪軸承銷軸行星架電機(jī)側(cè)軸承行星架葉片側(cè)軸承扭力臂箱體行星架透蓋噴油環(huán)噴油環(huán)2 0 2 1 4 2 3 1 7 2 0 2 1 -4 -2 3 1 8 風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述中間級(jí)中間軸葉片側(cè)軸承中間軸電機(jī)側(cè)軸承中間齒輪軸中間級(jí)悶蓋花鍵軸葉片側(cè)軸承花鍵軸花鍵軸電機(jī)側(cè)軸承 管軸管軸軸承花鍵軸透蓋管軸透蓋太陽輪箱體2 0 2 1 4 2 3 1 8 2 0 2 1 -4 -2 3 1 9 風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述高速軸 中間齒輪軸齒輪中間軸葉片側(cè)軸承中間軸電機(jī)側(cè)軸承中間級(jí)悶蓋高速軸葉片側(cè)軸承 高速軸葉片側(cè)軸承高速軸透蓋甩油環(huán) 2 0 2 1 4 2 3 1 9 2 0 2 1 -4 -2 3 2 0 風(fēng)電齒輪箱常用軸承類型：1、短圓柱滾子軸承 NU2、短圓柱滾子軸承NJ3、單列滿裝圓柱滾子軸承NCF4、雙列滿裝圓柱滾子軸承NNCF5、圓錐滾子軸承6、四點(diǎn)接觸球軸承7、深溝球軸承8、無外圈雙列滿裝圓柱滾子軸承9、球面滾子軸承軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 0 2 0 2 1 -4 -2 3 2 1 1、短圓柱滾子軸承 NU2、短圓柱滾子軸承NJ單列圓柱滾子軸承的滾子與滾道為線接觸軸承，可以承受很重的徑向負(fù)荷。同時(shí)，擋變結(jié)合滾子的特殊設(shè)計(jì)和表面處理，能產(chǎn)生良好的潤(rùn)滑效果與減少摩擦，降低軸承的運(yùn)行溫度，因此適用于高速旋轉(zhuǎn)。該系列軸承是內(nèi)圈和外圈可以分開的軸承。單列圓柱滾子軸承各種不同設(shè)計(jì)的軸承，主要區(qū)別在于擋邊的布置。NU型軸承在外圈的兩側(cè)帶擋邊，內(nèi)圈無擋邊?？稍试S軸相對(duì)于軸承座之間在兩個(gè)方向產(chǎn)生軸向位移。NJ型軸承在外圈的兩側(cè)帶擋邊，內(nèi)圈的一側(cè)帶擋邊。因此可以在一個(gè)方向做軸向定位。同時(shí)，NJ型軸承還可以承受一個(gè)方向上一定程度的軸向負(fù)荷。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 1 2 0 2 1 -4 -2 3 2 2 3、單列滿裝圓柱滾子軸承NCF滿裝圓柱滾子軸承由于沒有保持架，可以容納更多的滾子，因此適用于承受極重的徑向負(fù)荷。但其允許的運(yùn)行轉(zhuǎn)速卻遠(yuǎn)低于帶保持架的圓柱滾子軸承，因此不適用轉(zhuǎn)速較高的地方。這里主要介紹的是NCF系列軸承。NCF型軸承的內(nèi)圈帶兩個(gè)擋邊，外圈帶一個(gè)擋邊，因此可承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷和作一個(gè)方向的軸向定位。外圈無擋邊的一側(cè)裝有一個(gè)卡環(huán)，可以防止?jié)L子溜出。這種結(jié)構(gòu)允許軸與軸承座之間有一定的軸向位移。NCF型軸承的外圈、滾子以及內(nèi)圈可以在特殊拆卸后分離。NCF型軸承除了能承受徑向載荷之外，還可承受一定的軸向載荷，其軸向負(fù)荷承載能力主要取決于滾子端面與擋邊的接觸面能承受多大的負(fù)荷。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 2 2 0 2 1 -4 -2 3 2 3 4、雙列滿裝圓柱滾子軸承NNCF雙列滿裝圓柱滾子軸承由于沒有保持架，可容納最多的滾子，因此適用于承受極重的徑向負(fù)荷，但其允許的運(yùn)行轉(zhuǎn)速卻遠(yuǎn)低于帶保持架的圓柱滾子軸承，一般用作承載極高的行星輪軸承。這里主要介紹的NNCF型軸承NNCF型軸承的內(nèi)圈帶三個(gè)擋邊，外圈帶一個(gè)擋邊，因此可承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷和作一個(gè)方向的軸向定位。外圈在擋邊的另一側(cè)裝有一個(gè)卡環(huán)，可以防止?jié)L子溜出。這種結(jié)構(gòu)允許軸與軸承座之間有一定的軸向位移。NNCF型軸承的外圈、滾子以及內(nèi)圈可以在特殊拆卸后分離。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 3 2 0 2 1 -4 -2 3 2 4 5、圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承內(nèi)外圈的滾道和滾子均為錐形，能夠承受聯(lián)合負(fù)荷（同時(shí)作用的徑向和軸向負(fù)荷）。軸承的軸向負(fù)荷承受能力取決于接觸角a的大小，接觸角越大，軸向負(fù)載能力越高。圓錐滾子軸承室分離式的設(shè)計(jì)，即內(nèi)圈、滾子-保持架合成一個(gè)獨(dú)立的組件，與外圈可以分別獨(dú)立的安裝。在應(yīng)用單列圓錐滾子軸承的軸承配置中，必須考慮這類軸承的特殊性，其必須與另一個(gè)圓錐軸承配對(duì)才可以使用，或以配組軸承方式。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 4 2 0 2 1 -4 -2 3 2 5 5、圓錐滾子軸承在軸承配置中，如果單個(gè)圓錐滾子軸承的負(fù)載能力不足，或軸需要作兩個(gè)方向的軸向定位，可以應(yīng)用雙列配對(duì)軸承。配對(duì)方式包括面對(duì)面、背對(duì)背以及串聯(lián)。目前在風(fēng)電齒輪箱上最常用的方式為面對(duì)面配置。面對(duì)面配置：面對(duì)面配置的配對(duì)軸承中，在兩個(gè)外圈之間有一個(gè)隔圈，制造過程相對(duì)簡(jiǎn)單。面對(duì)面配置中，軸承組可以承受作用在兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷，但每個(gè)軸承僅能承受一個(gè)方向的軸向負(fù)荷。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 5面對(duì)面面對(duì)面串聯(lián) 2 0 2 1 -4 -2 3 2 6 6、四點(diǎn)接觸球軸承四點(diǎn)接觸球軸承室徑向單列角接觸球軸承，特殊設(shè)計(jì)的滾道使其能承受作用在兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷。雖然這種型號(hào)的軸承能承受某個(gè)一定的徑向負(fù)荷，但目前在風(fēng)電齒輪箱上主要用于承受軸向負(fù)荷。QJ系列四點(diǎn)接觸球軸承的內(nèi)圈為剖分的，剖分的內(nèi)圈使軸承能裝進(jìn)更多的鋼球，因此有很高的負(fù)載能力。軸承是分離型的設(shè)計(jì)，外圈連鋼球-保持架組件為一個(gè)整體，和兩剖分的內(nèi)圈可以分別獨(dú)立安裝。在風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)中，QJ系列四點(diǎn)接觸球軸承是與另一個(gè)徑向軸承共同使用，QJ軸承只純粹作為推力軸承，外圈安裝在軸承座上留有一定的間隙。為防止外圈在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)，可選擇外圈帶兩個(gè)互成1 8 0度的定位槽的軸承。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 6 2 0 2 1 -4 -2 3 2 7 7、深溝球軸承單列深溝球軸承的應(yīng)用范圍非常廣，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、不可分離（整個(gè)軸承為一體），適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并且非常耐用，無需經(jīng)常維護(hù)。深溝形的滾道加上滾道與鋼球之間有極好的密合度，使得深溝球軸承即使在高轉(zhuǎn)速條件下除了承受徑向負(fù)荷外，還可以承受雙向的軸向負(fù)荷。目前深溝球軸承一般用于承載極小的管軸軸承。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 7 2 0 2 1 -4 -2 3 2 8 8、無外圈雙列滿裝圓柱滾子軸承目前在3 MW及3 MW以上功率的機(jī)型中使用。顧名思義，無外圈軸承只有內(nèi)圈以及滾動(dòng)體，沒有外圈，無外圈軸承安裝在行星輪內(nèi)，以行星輪內(nèi)孔作為軸承的外圈。與有外圈的行星輪軸承比較，在同等尺寸下，無外圈軸承的滾子更多，承載能力更大，適用于大MW級(jí)（3 MW及其以上）的齒輪箱。缺點(diǎn)是對(duì)行星輪材料、熱處理以及加工的要求比較高。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 8 2 0 2 1 -4 -2 3 2 9 9、球面滾子軸承球面滾子軸承有兩列滾子，外圈有一共用的球面滾道，內(nèi)圈有兩個(gè)滾道，與軸承的垂直軸線成某一角度。這種軸承結(jié)合了多種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在許多高要求的應(yīng)用中，還沒有其他軸承可以完全替代。球面滾子軸承能自動(dòng)調(diào)心，因此可以承受較大的對(duì)準(zhǔn)誤差，如軸與軸承座之間的角度誤差或軸的撓曲。球面滾子軸承除了有很高的徑向負(fù)荷承載能力之外，還可以承受作用在兩個(gè)方向的重軸向負(fù)荷。球面滾子軸承帶有潤(rùn)滑孔和潤(rùn)滑槽，能更方便和簡(jiǎn)易地進(jìn)行潤(rùn)滑。軸承 2 0 2 1 4 2 3 2 9 2 0 2 1 -4 -2 3 3 0 軸承軸承游隙：1、游隙的概念：軸承的游隙是指一個(gè)軸承套圈相對(duì)于另一個(gè)軸承套圈在徑向或軸向可移動(dòng)的距離，故游隙又分為徑向游隙和軸向游隙。2、游隙的作用：軸承在運(yùn)行時(shí)，游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，會(huì)造成同時(shí)承受載荷的滾子數(shù)量減少，單個(gè)滾子的載荷增大，從而降低軸承的旋轉(zhuǎn)精度，降低軸承的使用壽命；游隙太小，會(huì)使?jié)L子的摩擦力增大，產(chǎn)生的熱量增大，加劇磨損，同樣降低軸承的使用壽命，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致卡死。 2 0 2 1 4 2 3 3 0 2 0 2 1 -4 -2 3 3 1 軸承3、徑向游隙：分為安裝前游隙、安裝后游隙、工作游隙。安裝前游隙是指軸承廠將軸承制造完成后的游隙，屬于初始游隙（該游隙是在設(shè)計(jì)階段軸承選型的時(shí)候確定的，對(duì)于有特殊游隙要求的軸承，在維修的時(shí)候也須更換相應(yīng)游隙的軸承）；安裝后的游隙是指軸承安裝在軸上以及軸承孔內(nèi)后的游隙（該游隙受軸承安裝前游隙、軸承與軸頸的配合以及軸承與軸承孔的配合的影響）；工作游隙是指軸承處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的游隙（在確定安裝后游隙的前提下，影響該游隙的主要因素有軸承的載荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油溫等）。 一般情況下，安裝前游隙安裝后游隙工作游隙。由于徑向游隙主要是在設(shè)計(jì)階段就已確定（除加工錯(cuò)誤外），在軸承裝配的時(shí)候不需要對(duì)這類軸承進(jìn)行游隙調(diào)整。4、軸向游隙：目前主要針對(duì)圓錐滾子軸承（配對(duì)），配對(duì)的圓錐滾子軸承在安裝在軸上以及軸承孔內(nèi)后，須通過吊裝整個(gè)軸系來測(cè)量配對(duì)軸承的軸向游隙，再通過配磨配對(duì)軸承中間隔圈來調(diào)整軸承軸系游隙達(dá)到要求值（該要求值實(shí)際為配對(duì) 圓錐滾子軸承的安裝后游隙）。同樣，由于游隙的重要性，在維修齒輪箱的時(shí)候也需要對(duì)配對(duì)圓錐滾子軸承進(jìn)行游隙調(diào)整。廠家推薦：球軸承：工作游隙應(yīng)為零，或者有輕微的預(yù)緊；圓柱滾子、球面滾子、圓錐滾子軸承：在運(yùn)行時(shí)必須留有一定的剩余游隙（即使是很小的游隙）。2 0 2 1 4 2 3 3 1 2 0 2 1 -4 -2 3 3 2 收縮盤1、用途：將主軸與行星架壓緊鎖死，傳遞扭矩到齒輪箱，防止兩者有相對(duì)移動(dòng)。2、原理：收縮盤安裝在行星架外圓（自由狀態(tài)下內(nèi)、外環(huán)端面存在高度差），在主軸裝入行星架內(nèi)孔后，通過擰緊聯(lián)接收縮盤內(nèi)環(huán)與外環(huán)的螺栓，對(duì)內(nèi)環(huán)與外環(huán)施加軸向力，最終促使內(nèi)、外環(huán)端面齊平。在這個(gè)過程中，內(nèi)環(huán)受擠壓縮小，進(jìn)而抱緊行星架與主軸，行星架與主軸間足夠的壓緊力產(chǎn)生足夠大的摩擦力，將兩者牢牢固定。 2 0 2 1 4 2 3 3 2 2 0 2 1 -4 -2 3 3 3 收縮盤3、結(jié)構(gòu)：完整的收縮盤由以下部分組成：外環(huán)、內(nèi)環(huán)、高強(qiáng)度螺栓（1 0 .9或者1 2 .9級(jí)，不得用普通螺栓）、高強(qiáng)度墊片以及收縮盤銘牌。4、安裝：收縮盤銘牌或齒輪箱使用說明書提供收縮盤螺栓的擰緊力矩，通過收縮盤專用安裝工具進(jìn)行快速安裝，或者逐圈擰螺栓，或者對(duì)稱擰，最終將收縮盤內(nèi)、外環(huán)端面打到齊平為止。 2 0 2 1 4 2 3 3 3 內(nèi)環(huán)外環(huán) 2 0 2 1 -4 -2 3 3 4 潤(rùn)滑油由基礎(chǔ)油以及不同種類的添加劑調(diào)和而成。根據(jù)基礎(chǔ)油的不同，潤(rùn)滑油可分為礦物油和合成油。合成油是合成基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)和而成。合成基礎(chǔ)油：指采用化學(xué)原料，在添加劑條件下使用化學(xué)方法生成的基礎(chǔ)油。礦物基礎(chǔ)油：從原油中蒸餾、精制、脫蠟、加氫等生產(chǎn)工藝。通常，由于合成基礎(chǔ)油的分子結(jié)構(gòu)單一，純凈，可根據(jù)性能要求設(shè)計(jì)不同的分子結(jié)構(gòu)。因此，合成潤(rùn)滑油的性能遠(yuǎn)優(yōu)于礦物油，主要原因是合成基礎(chǔ)油的性能遠(yuǎn)優(yōu)于礦物基礎(chǔ)油，但價(jià)格也相對(duì)較高。風(fēng)電齒輪箱常用合成基礎(chǔ)油油:PAO（聚烯烴），PAG（聚醚）等。添加劑分為：表面保護(hù)添加劑：抗磨和極壓、減摩劑、抗微點(diǎn)蝕/抗點(diǎn)蝕、抗蝕防銹等；流體保護(hù)添加劑：抗氧鈍化劑、抗泡劑等；性能改進(jìn)添加劑：粘度改進(jìn)劑、降凝劑、抗乳化等 目前推薦使用的潤(rùn)滑油牌號(hào)主要有：Mobilgear SHC XMP 3 2 0 Optigear Synthetic X3 2 0注：對(duì)于不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油（包括同一品牌不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油），不允許混加，必須將齒輪箱內(nèi)部殘油清理干凈后才可以加入其它牌號(hào)的潤(rùn)滑油。 潤(rùn)滑油 2 0 2 1 4 2 3 3 4 2 0 2 1 -4 -2 3 3 5 潤(rùn)滑油主要技術(shù)指標(biāo)：潤(rùn)滑油 風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目：外觀、粘度、總酸值、水份、金屬元素分析、PQ磨損指數(shù)、磨粒鐵譜分析、清潔度等。目前風(fēng)電行業(yè)推薦的潤(rùn)滑油更換周期是三年。2 0 2 1 4 2 3 3 5 2 0 2 1 -4 -2 3 3 6 潤(rùn)滑油清潔度：依據(jù)ISO4 4 0 6標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)有在線檢測(cè)和離線檢測(cè)兩種方式，采集油樣點(diǎn)為過濾器之前（此時(shí)的油樣為油池油樣）。風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油清潔度要求：至少為ISO 4 4 0 6 1 5 /1 2，具體指標(biāo)見下圖。下圖中與潤(rùn)滑油清潔度等級(jí)對(duì)應(yīng)的數(shù)字為每毫升油液中所含的顆粒數(shù)（上限）。潤(rùn)滑油 2 0 2 1 4 2 3 3 6 2 0 2 1 -4 -2 3 3 7 一級(jí)行星兩級(jí)平行級(jí)a、扭力臂b、箱體內(nèi)窺檢查結(jié)構(gòu)扭力臂 主要觀察行星級(jí)，包括齒圈，行星輪，太陽輪以及行星輪軸承箱體主要觀察平行級(jí)，包括高速軸、齒輪、中間軸、大輪以及平行級(jí)軸承2 0 2 1 4 2 3 3 7 2 0 2 1 -4 -2 3 3 8 風(fēng)電齒輪箱除了機(jī)械件外，還有一些外部附件，譬如電氣附件，以其自有的功能支撐齒輪箱的良好運(yùn)行。以下列出了風(fēng)電齒輪箱的常用外部附件，不同的齒輪箱可能會(huì)有部分差異。1、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)2、機(jī)械泵3、壓差開關(guān)4、壓力傳感器/壓力開關(guān)/壓力表5、接線盒6、加熱器7、溫度傳感器8、液位報(bào)警器9、液位計(jì)1 0、空氣濾清器1 1、電纜風(fēng)電齒輪箱外部附件 2 0 2 1 4 2 3 3 8 2 0 2 1 -4 -2 3 3 9 1、用途：潤(rùn)滑油的主要功能為潤(rùn)滑（形成油膜，減噪、吸振、減少摩擦等）、冷卻（熱量傳導(dǎo)，降低齒輪軸承溫度）、清潔（帶走污染物）以及保護(hù)（防止腐蝕）。綜上所述，源源不斷的、干凈、適宜溫度的潤(rùn)滑油能夠很好的提升齒輪、軸承的可靠性，提高齒輪箱的運(yùn)行壽命。潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)主要就是針對(duì)上述要求設(shè)計(jì)的。潤(rùn)滑系統(tǒng)能夠提供源源不斷的潤(rùn)滑油；過濾器能過過濾潤(rùn)滑油液中的雜質(zhì)，潔凈潤(rùn)滑油；冷卻系統(tǒng)能夠降低潤(rùn)滑油的溫度。2、結(jié)構(gòu)：潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)分為潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及傳感器。潤(rùn)滑系統(tǒng)：吸油管、電機(jī)泵、電機(jī)、過濾器、連接閥塊、溫控閥以及相應(yīng)的連接膠管，部分齒輪箱的設(shè)計(jì)包含機(jī)械泵；冷卻系統(tǒng)：分為風(fēng)冷和水冷。目前風(fēng)電齒輪箱上用的比較多的為風(fēng)冷，風(fēng)冷包括風(fēng)扇、電機(jī)以及相應(yīng)的連接膠管；傳感器：包括壓差開關(guān)、壓力傳感器、壓力開關(guān)等。潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng) 水冷風(fēng)冷2 0 2 1 4 2 3 3 9 2 0 2 1 -4 -2 3 4 0 電機(jī) 電機(jī)泵風(fēng)扇吸油管過濾器 機(jī)械泵風(fēng)扇電機(jī)溫控閥壓差開關(guān) 壓力表壓力開關(guān)/壓力傳感器連接閥塊 潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)透氣線 2 0 2 1 4 2 3 4 0 2 0 2 1 -4 -2 3 4 1 潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng) 2 0 2 1 4 2 3 4 1 2 0 2 1 -4 -2 3 4 2 1、通過電機(jī)泵以及機(jī)械泵（齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行）將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池吸出，潤(rùn)滑油經(jīng)過濾器后到達(dá)溫控閥。2、溫控閥能夠根據(jù)通過的潤(rùn)滑油油溫來自動(dòng)控制潤(rùn)滑油的流向。當(dāng)通過的潤(rùn)滑油油溫低于4 5C時(shí)，潤(rùn)滑油直接進(jìn)入齒輪箱(由于此時(shí)的潤(rùn)滑油溫度較低，不需要進(jìn)行冷卻)；當(dāng)通過的潤(rùn)滑油溫高于4 5C時(shí)，溫控閥閥芯開始動(dòng)作，此時(shí)的潤(rùn)滑油部分直接進(jìn)入齒輪箱，部分通過冷卻系統(tǒng)進(jìn)入齒輪箱；當(dāng)通過的潤(rùn)滑油溫高于6 0C時(shí)，溫控閥閥芯完全關(guān)閉，此時(shí)的潤(rùn)滑油完全通過冷卻器進(jìn)入齒輪箱（此時(shí)的潤(rùn)滑油溫度較高，須經(jīng)冷卻后才能進(jìn)入齒輪箱）。3、當(dāng)油池溫度高于6 0C或者高速軸軸承溫度高于7 0C時(shí)，風(fēng)扇低速開始啟動(dòng)，當(dāng)油池溫度高于6 5C或者高速軸軸承溫度高于8 0C時(shí)，風(fēng)扇高速開始啟動(dòng)。對(duì)于雙速電機(jī)，風(fēng)扇高速時(shí)的冷卻功率高于風(fēng)扇低速（部分冷卻系統(tǒng)只使用單速電機(jī)）。潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng) 2 0 2 1 4 2 3 4 2 2 0 2 1 -4 -2 3 4 3 4、目前風(fēng)電齒輪箱的過濾器通常是雙精度過濾，包含粗濾（通常為2 5 um或者5 0 um）和精濾（1 0 um）。在低溫狀態(tài)下，潤(rùn)滑油的粘度較高，濾芯上的單向閥打開（即潤(rùn)滑油的壓力超過單向閥的壓力值），潤(rùn)滑只經(jīng)過粗濾；當(dāng)油溫溫度較高時(shí)，油壓較低，濾芯上的單向閥關(guān)閉（即潤(rùn)滑油的壓力小于單向閥的壓力），潤(rùn)滑油經(jīng)過精濾。濾芯的更換周期不超過一年，如果期間壓差開關(guān)報(bào)警顯示濾芯堵塞，則須立即更換濾芯。部分風(fēng)機(jī)會(huì)在齒輪箱上額外增加離線過濾系統(tǒng)，離線過濾5、溢流閥在低溫狀態(tài)下，由于潤(rùn)滑油的粘度較高，電機(jī)泵出口處的潤(rùn)滑油壓力非常大，如果進(jìn)入過濾器會(huì)對(duì)過濾系統(tǒng)造成損害。因此，在電機(jī)泵出口處設(shè)計(jì)一個(gè)溢流閥，溢流閥直接連接齒輪箱，當(dāng)電機(jī)泵出口處的潤(rùn)滑油壓力超過溢流閥的壓力時(shí)候（假定1 2 bar），那么潤(rùn)滑油會(huì)直接從溢流閥進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部（這個(gè)進(jìn)入齒輪箱內(nèi)部是直接流回齒輪箱油池，不是通過油路分配器進(jìn)入）。6、當(dāng)油液或者潤(rùn)滑系統(tǒng)中有氣泡時(shí)，氣泡通過油路系統(tǒng)進(jìn)入齒輪嚙合區(qū)或軸承滾 動(dòng)區(qū)時(shí)，會(huì)對(duì)齒輪與軸承造成損壞，因此需要通過透氣線將系統(tǒng)中的氣泡排出。 潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng) 2 0 2 1 4 2 3 4 3 2 0 2 1 -4 -2 3 4 4 通過齒輪箱齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)械泵輸入軸的旋轉(zhuǎn)，將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池內(nèi)吸出，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部。與電機(jī)泵相比，機(jī)械泵的運(yùn)行不受電的影響，只要齒輪箱處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械泵就一直工作。即使風(fēng)機(jī)斷電，齒輪箱仍有潤(rùn)滑。 2 0 2 1 4 2 3 4 4 機(jī)械泵 2 0 2 1 -4 -2 3 4 5 壓差開關(guān)1、用途：用于測(cè)量齒輪箱過濾器濾芯兩側(cè)潤(rùn)滑油的壓力差。 2 0 2 1 4 2 3 4 5壓差開關(guān) 2 0 2 1 -4 -2 3 4 6 2、工作原理：當(dāng)濾芯在吸納潤(rùn)滑油中污物顆粒的時(shí)候，濾芯兩側(cè)的潤(rùn)滑油壓力會(huì)逐步增大。當(dāng)壓力增大到設(shè)定值（壓差開關(guān)的設(shè)定值），壓差開關(guān)啟動(dòng)。風(fēng)機(jī)維護(hù)人員須立即更換或者清洗濾芯（部分廠家的粗濾可以清洗，精濾須更換）。部分壓差開關(guān)帶警報(bào)功能，譬如在達(dá)到設(shè)定壓力的75%時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，在達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，開關(guān)斷開。壓差開關(guān)壓差開關(guān) 2 0 2 1 -4 -2 3 4 7 1、用途：齒輪箱在正常運(yùn)行時(shí)（流量充足且溫度適宜），齒輪箱的進(jìn)油壓力較高，此時(shí)，齒輪箱得到充分的潤(rùn)滑。當(dāng)齒輪箱出現(xiàn)異常，譬如流量不夠（部分地方漏油或者電機(jī)泵出現(xiàn)損壞）、溫度過高（潤(rùn)滑油未經(jīng)冷卻器冷卻或冷卻器冷卻功率下降）等，都會(huì)對(duì)齒輪箱的潤(rùn)滑造成影響，進(jìn)而影響齒輪箱的壽命。而上述異常狀況最直接的體現(xiàn)就是齒輪箱總的進(jìn)油壓力過低。壓力傳感器/壓力開關(guān)/壓力表就是用于測(cè)量齒輪箱總的進(jìn)油壓力。 2 0 2 1 4 2 3 4 7 壓力傳感器/壓力開關(guān)/壓力表壓力傳感器/ 壓力開關(guān)/壓力表 2 0 2 1 -4 -2 3 4 8 2. 功能壓力傳感器/壓力開關(guān)/壓力表安裝在齒輪箱的油路分配器上（齒輪箱總的進(jìn)油口處）。壓力傳感器用于測(cè)量齒輪箱總的進(jìn)油壓力，傳遞給系統(tǒng)的是測(cè)得的壓力值。壓力開關(guān)則是當(dāng)齒輪箱總的進(jìn)油壓力低于設(shè)定值時(shí)（一般為0.8bar或者1bar），壓力開關(guān)斷開，齒輪箱停機(jī)，進(jìn)而保護(hù)齒輪箱。壓力表是機(jī)械可讀式儀表，可以直接通過肉眼讀得齒輪箱總的進(jìn)油壓力。壓力傳感器/壓力開關(guān)/壓力表壓力表壓力開關(guān) 2 0 2 1 -4 -2 3 4 9 1、用途：將齒輪箱上的所有電氣元件通過電纜線連接到接線盒里的接線端子上，主機(jī)廠再通過電纜線將接線盒的端子連接到控制系統(tǒng)或者電源上。2、分類接線盒按功能可以分為強(qiáng)電盒與弱電盒。強(qiáng)電盒內(nèi)連接的為高電壓電氣件，包括油泵電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)以及加熱器；弱電盒內(nèi)連接的為2 4 V低電壓電氣件，包括溫度傳感器，壓力傳感器，壓力開關(guān)，液位開關(guān)等。3、結(jié)構(gòu)接線盒一般由以下部分組成a、殼體-IP防護(hù)等級(jí)5 4以上 （IP等級(jí)為防塵防水等級(jí)）b、接線端子-由于電流是通過接線端子、電纜再到各電氣件，因此，接線端子的耐壓等級(jí)須等于或高于電氣件的電壓；c、電纜鎖緊頭-在鎖緊電纜的前提下IP6 5以上，這就要求所選用電纜鎖緊頭匹配電纜線的外徑。 d、接線圖-一般貼在殼體面板里面，整合了齒輪箱所有電氣件的接線圖，用于用戶接線以及后續(xù)維修；e、其他附件-警示標(biāo)貼、殼體面板螺栓。 接線盒 2 0 2 1 4 2 3 4 9 2 0 2 1 -4 -2 3 5 0 接線盒 2 0 2 1 -4 -2 3 5 1 1、用途：用于低溫型風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)在低溫狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí)（-3 0），油池內(nèi)的潤(rùn)滑油粘度非常高，潤(rùn)滑油近乎固體狀態(tài)。在這種工況下，齒輪箱的潤(rùn)滑系統(tǒng)無法進(jìn)行工作。加熱器的作用就是對(duì)齒輪箱油池的潤(rùn)滑油進(jìn)行加熱。2、工作原理：電加熱器(電加熱管)是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲(鎳鉻，鐵鉻合金)。金屬管與電熱合金絲之間的空隙填充具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封。通過加熱電熱合金絲將溫度傳遞到加熱器外殼，進(jìn)而加熱外殼周圍的潤(rùn)滑油。加熱器 2 0 2 1 4 2 3 5 1加熱器 2 0 2 1 -4 -2 3 5 2 3、接線方式加熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)的差異一般有兩種接線方式，兩相三線制和三相四線制。4、安裝方式a、法蘭聯(lián)接電加熱器的加熱芯通過加熱芯的法蘭與外殼聯(lián)接，再通過外殼的法蘭與齒輪箱進(jìn)行聯(lián)接。因此，當(dāng)加熱器的內(nèi)部電熱元件出現(xiàn)損壞時(shí)，由于不需要更換外殼，可以不用將齒輪箱的潤(rùn)滑油放出，直接更換加熱器的加熱芯。b、螺紋聯(lián)接5、強(qiáng)制認(rèn)證由于加熱器屬于強(qiáng)電的范疇，因此所選用的加熱器必須具有如下的電氣強(qiáng)制認(rèn)證證書：歐洲：CE美國(guó)：UL、ETL （任選一）加拿大：CUL、ETL、CSA （任選一）加熱器 2 0 2 1 4 2 3 5 2 2 0 2 1 -4 -2 3 5 3 1、用途：用于測(cè)量齒輪箱進(jìn)油、油池以及軸承的溫度。2、工作原理：風(fēng)電所用的溫度傳感器一般為鉑熱電阻，又稱PT1 0 0，PT后的1 0 0即表示它在0 時(shí)阻值為1 0 0歐姆。PT1 0 0是利用鉑絲在溫度變化時(shí)自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測(cè)量溫度的。它的受熱部分（感溫元件）是用細(xì)鉑絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中有溫度梯度存在時(shí)，所測(cè)得溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。3、結(jié)構(gòu) 工作溫度-3 0C到4 5C;2、低溫啟動(dòng)過程由于低溫狀態(tài)下潤(rùn)滑油粘度較高，近乎固體狀態(tài)。因此，齒輪箱低溫狀態(tài)下啟動(dòng)必須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序執(zhí)行。具體規(guī)定如下： 2 0 2 1 4 2 3 6 5 2 0 2 1 -4 -2 3 6 6 齒輪箱啟動(dòng)流程及控制策略風(fēng)扇啟動(dòng)過程（雙速）電機(jī)泵啟動(dòng)過程（雙速） 電機(jī)泵啟動(dòng)過程（單速）風(fēng)扇啟動(dòng)過程（單速）2 0 2 1 4 2 3 6 6 2 0 2 1 -4 -2 3 6 7 齒輪箱啟動(dòng)流程及控制策略 2 0 2 1 4 2 3 6 7 齒輪箱在運(yùn)行過程中需要監(jiān)測(cè)以下項(xiàng)目，在各項(xiàng)目達(dá)到設(shè)定值后，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，以保證齒輪箱良好的運(yùn)行。 2 0 2 1 -4 -2 3 6 82 0 2 1 4 2 3 6 8