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1、周黎明 齒輪箱結構： 1 、一級行星兩級平行級 2 、兩級行星一級平行級 3 、帶主軸齒輪箱 4 、緊湊型齒輪箱（半直驅齒輪箱） 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 行星輪系是只具有一個自由度的輪系，一個原動件即可確定執(zhí)行件的運動。原動件通常為中心輪（風電齒輪箱中一般指太陽輪）或者系桿（風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件帶動行星齒輪，一方面行星輪繞著自身的軸線自轉， 另一方面行星輪又隨著系桿（行星架）繞一固定軸線回轉。 行星輪

2、系和差動輪系統(tǒng)稱為周轉輪系 一個周轉輪系由三類構件組成：一個系桿（行星架）、 一個或幾個行星輪（目前主要為三個行星輪， 部分載荷大的為四個行星輪，帶柔性銷的可具有更多的行星輪）、一個或幾個與行星輪相嚙合的中心輪（目前主要為兩個，一個太陽輪，一個齒圈） 行星輪系中，兩個中心輪有一個固定（目前常見的為齒圈固定）；差動輪系中，兩個中心輪都可以動。目前國內外常見的風電齒輪箱主要為行星輪系結構，但也有部分廠家選用的為差動輪系。行星輪系相對平行軸系的優(yōu)點：結構緊湊、 體積小、質量小、承載能力大、噪音小等；行星輪系相對平行軸系的缺點：結構復雜、 加工要求高、 裝配要求高等。 該種結構主要用于 2MW 以及

3、2MW 以下功率的風電齒輪箱，用一組平行級代替行星級，可靠性高，但體積與重量大 該種結構主要用于 2.5MW 以上功率的齒輪箱，承載能力強，體積小，重量輕，直徑小但橫向長。部分 2MW 以下齒輪箱也采用了該種結構 主軸安裝在齒輪箱內部 通常也叫半直驅齒輪箱，半直驅是兼顧有直驅和雙饋風電機的特點。與雙饋機型比，半直驅的齒輪箱的傳動比低；與直驅機型比，半直驅的發(fā)電機轉速高。這個特點決定了半直驅一方面能夠提高齒輪箱的可靠性與使用壽命，同時相對直驅發(fā)電機而言，能夠兼顧對應的發(fā)電機設計，改善大功率直驅發(fā)電機設計與制造條件。 半直驅齒輪箱的一個發(fā)展趨勢，這種半直驅齒輪箱與電機設計成一體，以降低齒輪箱重量，

4、但對于齒輪箱的設計要求提高。 1 、收縮盤聯(lián)接 2 、法蘭聯(lián)接 一般用于 3MW 以下機型無法滿足更大功率機型的需求 可用于更大功率機型 1 、鍵聯(lián)接 2 、收縮盤聯(lián)接 1 、彈性支持軸聯(lián)接 2 、方塊聯(lián)接 一般風電齒輪箱銘牌包含以下信息： 1 、型號 - 齒輪箱型號； 2 、功率 - 額定狀態(tài)下齒輪箱的運行功率，非風機（發(fā)電機）功率； 3 、速比 - 齒輪箱的輸出轉速與輸入轉速的比值； 4 、輸入轉速 - 額定狀態(tài)下齒輪箱行星架的輸入轉速（葉片轉速）； 5 、輸出轉速 - 額定狀態(tài)下齒輪箱高速軸的輸出轉速（發(fā)電機轉速）； 6 、重量 - 一般指齒輪箱出廠前的重量，不含潤滑油，可能含收縮盤（如

5、果發(fā)貨時不含收縮盤，顯示的重量則不含收縮盤）； 7 、潤滑油型號 - 推薦的潤滑油牌號，只有設計認可的潤滑油才允許使用；同時，也是齒輪箱出廠前試驗所用的潤滑油牌號，更換其他允許的潤滑油須經過一系列清洗； 8 、潤滑油量 - 齒輪箱設計的潤滑油量，能夠滿足齒輪箱正常運行。 9 、序列號 - 齒輪箱唯一的編號，通過編號可以查到齒輪箱制造過程的數(shù)據(jù)； 10 、生產日期 - 齒輪箱的制造日期 潤滑油由基礎油以及不同種類的添加劑調和而成。根據(jù)基礎油的不同，潤滑油可分為礦物油和合成油。合成油是合成基礎油和添加劑調和而成。合成基礎油：指采用化學原料，在添加劑條件下使用化學方法生成的基礎油。礦物基礎油：從原油

6、中蒸餾、精制、脫蠟、加氫等生產工藝。 通常，由于合成基礎油的分子結構單一，純凈，可根據(jù)性能要求設計不同的分子結構。因此，合成潤滑油的性能遠優(yōu)于礦物油，主要原因是合成基礎油的性能遠優(yōu)于礦物基礎油，但價格也相對較高。 風電齒輪箱常用合成基礎油油 :PAO （聚 烯烴）， PAG （聚醚）等。 添加劑分為：表面保護添加劑：抗磨和極壓、減摩劑、抗微點蝕 / 抗點蝕、抗蝕防銹等； 流體保護添加劑：抗氧鈍化劑、抗泡劑等； 性能改進添加劑：粘度改進劑、降凝劑、抗 乳化等 目前推薦使用的潤滑油牌號主要有： Mobilgear SHC XMP 320Optigear Synthetic X320 注：對于不同牌

7、號的潤滑油（包括同一品牌不同牌號的潤滑油），不允許混加，必須將齒輪箱內部殘油清理干凈后才可以加入其它牌號的潤滑油。 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。目前風電行業(yè)推薦的潤滑油更換周期是三年。 依據(jù) ISO4406 標準，對風電齒輪箱潤滑油進行檢測，檢測有在線檢測和離線檢測兩種方式，采集油樣點為過濾器之前（此時的油樣為油池油樣）。風電齒輪箱潤滑油清潔度要求：至少為 ISO 4406 15/12 ，具體指標見下圖。 一級行星兩級平行級 a 、扭力臂 b 、箱體 主要觀察行星級，包括齒圈，行星輪，太陽輪以及行星輪軸承 主要觀察平行級，包括高速軸、齒輪、

8、中間軸、大輪以及平行級軸承 風電齒輪箱除了機械件外，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行。以下列出了風電齒輪箱的常用外部附件，不同的齒輪箱可能會有部分差異。 1 、潤滑冷卻系統(tǒng) 2 、機械泵 3 、壓差開關 4 、壓力傳感器 / 壓力開關 / 壓力表 5 、接線盒 6 、加熱器 7 、溫度傳感器 8 、液位報警器 9 、液位計 10 、空氣濾清器 11 、電纜 1 、用途：潤滑油的主要功能為潤滑（形成油膜，減噪、吸振、減少摩擦等）、冷卻（熱量傳導，降低齒輪軸承溫度）、清潔（帶走污染物） 以及保護（防止腐蝕） 。綜上所述，源源不斷的、干凈、適宜溫度的潤滑油能夠很好的

9、提升齒輪、軸承的可靠性， 提高齒輪箱的運行壽命。潤滑冷卻系統(tǒng)主要就是針對上述要求設計的。潤滑系統(tǒng)能夠提供源源不斷的潤滑油； 過濾器能過過濾潤滑油液中的雜質，潔凈潤滑油；冷卻系統(tǒng)能夠降低潤滑油的溫度。 2 、結構：潤滑冷卻系統(tǒng)分為潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及傳感器。潤滑系統(tǒng)：吸油管、電機泵、電機、 過濾器、連接閥塊、 溫控閥以及相應的連接膠管，部分齒輪箱的設計包含機械泵； 冷卻系統(tǒng)：分為風冷和水冷。目前風電齒輪箱上用的比較多的為風冷， 風冷包括風扇、電機以及相應的連接膠管； 傳感器：包括壓差開關、壓力傳感器、壓力開關等。 1 、通過電機泵以及機械泵（齒輪箱轉動時運行）將潤滑油從齒輪箱油池吸出，潤滑油經

10、過濾器后到達溫控閥。 2 、溫控閥能夠根據(jù)通過的潤滑油油溫來自動控制潤滑油的流向。當通過的潤滑油油溫低于 45 C 時，潤滑油直接進入齒輪箱 ( 由于此時的潤滑油溫度較低，不需要進行冷卻 ) ；當通過的潤滑油溫高于 45 C 時，溫控閥閥芯開始動作，此時的潤滑油部分直接進入齒輪箱，部分通過冷卻系統(tǒng)進入齒輪箱；當通過的潤滑油溫高于 60 C 時，溫控閥閥芯完全關閉，此時的潤滑油完全通過冷卻器進入齒輪箱（此時的潤滑油溫度較高，須經冷卻后才能進入齒輪箱）。 3 、當油池溫度高于 60 C或者高速軸軸承溫度高于70 C 時，風扇低速開始啟動，當油池溫度高于 65 C 或者高速軸軸承溫度高于 80 C

11、時，風扇高速開始啟動。對于雙速電機，風扇高速時的冷卻功率高于風扇低速（部分冷卻系統(tǒng)只使用單速電機）。 4 、目前風電齒輪箱的過濾器通常是雙精度過濾，包含粗濾（通常為 25um 或者 50um ）和精濾（ 10um ）。在低溫狀態(tài)下，潤滑油的粘度較高，濾芯上的單向閥打開（即潤滑油的壓力超過單向閥的壓力值），潤滑只經過粗濾；當油溫溫度較高時，油壓較低，濾芯上的單向閥關閉（即潤滑油的壓力小于單向閥的壓力），潤滑油經過精濾。濾芯的更換周期不超過一年，如果期間壓差開關報警顯示濾芯堵塞，則須立即更換濾芯。部分風機會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，由于潤滑油的粘度較高，電

12、機泵出口處的潤滑油壓力非常大，如果進入過濾器會對過濾系統(tǒng)造成損害。因此，在電機泵出口處設計一個溢流閥，溢流閥直接連接齒輪箱，當電機泵出口處的潤滑油壓力超過溢流閥的壓力時候（假定12bar ），那么潤滑油會直接從溢流閥進入到齒輪箱內部（這個進入齒輪箱內部是直接流回齒輪箱油池，不是通過油路分配器進入）。 6 、當油液或者潤滑系統(tǒng)中有氣泡時，氣泡通過油路系統(tǒng)進入齒輪嚙合區(qū)或軸承滾動區(qū)時，會對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。 通過齒輪箱齒輪的旋轉帶動機械泵輸入軸的旋轉，將潤滑油從齒輪箱油池內吸出，經過濾器過濾后進入到齒輪箱內部。與電機泵相比，機械泵的運行不受電的影響，只要齒輪

13、箱處于運轉狀態(tài)，機械泵就一直工作。即使風機斷電，齒輪箱仍有潤滑。 1 、用途：用于測量齒輪箱過濾器濾芯兩側潤滑油的壓力差。 2 、工作原理：當濾芯在吸納潤滑油中污物顆粒的時候，濾芯兩側的潤滑油壓力會逐步增大。當壓力增大到設定值（壓差開關的設定值），壓差開關啟動。風機維護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）。部分壓差開關帶警報功能，譬如在達到設定壓力的 75% 時，進行報警，在達到設定壓力時，開關斷開。 1 、用途：齒輪箱在正常運行時（流量充足且溫度適宜），齒輪箱的進油壓力較高，此時，齒輪箱得到充分的潤滑。當齒輪箱出現(xiàn)異常，譬如流量不夠（部分地方漏油或者電機泵出現(xiàn)損壞

14、）、溫度過高（潤滑油未經冷卻器冷卻或冷卻器冷卻功率下降）等，都會對齒輪箱的潤滑造成影響，進而影響齒輪箱的壽命。而上述異常狀況最直接的體現(xiàn)就是齒輪箱總的進油壓力過低。壓力傳感器 / 壓力開關 / 壓力表就是用于測量齒輪箱總的進油壓力。 2. 功能壓力傳感器 / 壓力開關 / 壓力表安裝在齒輪箱的油路分配器上（齒輪箱總的進油口處）。壓力傳感器用于測量齒輪箱總的進油壓力，傳遞給系統(tǒng)的是測得的壓力值。壓力開關則是當齒輪箱總的進油壓力低于設定值時（一般為 0.8bar 或者 1bar ），壓力開關斷開，齒輪箱停機，進而保護齒輪箱。壓力表是機械可讀式儀表，可以直接通過肉眼讀得齒輪箱總的進油壓力。 1 、用

15、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電盒與弱電盒。強電盒內連接的為高電壓電氣件，包括油泵電機、風扇電機以及加熱器；弱電盒內連接的為 24V 低電壓電氣件，包括溫度傳感器，壓力傳感器，壓力開關，液位開關等。 3 、結構接線盒一般由以下部分組成 a 、殼體 -IP 防護等級 54 以上 （ IP 等級為防塵防水等級） 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

16、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 - 警示標貼、殼體面板螺栓。 1 、用途：用于低溫型風機，當風機在低溫狀態(tài)下啟動時（ -30 ），油池內的潤滑油粘度非常高，潤滑油近乎固體狀態(tài)。在這種工況下，齒輪箱的潤滑系統(tǒng)無法進行工作。加熱器的作用就是對齒輪箱油池的潤滑油進行加熱。 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熱性能的氧化鎂砂，管口兩端

17、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，進而加熱外殼周圍的潤滑油。 3 、接線方式加熱器根據(jù)結構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行聯(lián)接。因此，當加熱器的內部電熱元件出現(xiàn)損壞時， 由于不需要更換外殼，可以不用將齒輪箱的潤滑油放出，直接更換加熱器的加熱芯。 b 、螺紋聯(lián)接 1 、用途：用于測量齒輪箱進油、油池以及軸承的溫度。 2 、工作原理：風電所用的溫度傳感器一般為鉑熱電阻，又稱PT100，PT 后的 100 即表示它在 0 時阻值為 100 歐姆。 PT100 是利用鉑絲在溫度變化時自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測量溫度的。它的受熱部分（感溫元件）是用細鉑絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上，當被測介質中有溫度梯度存在時，所測得溫度是感溫元件所在范圍內介質中的平均溫度。 3 、結構 工作溫度 -30 C 到 45 C; 2 、低溫啟動過程由于低溫狀態(tài)下潤滑油粘度較高，近乎固體狀態(tài)。因此，齒輪箱低溫狀態(tài)下啟動必須嚴格按照規(guī)定的程序執(zhí)行。具體規(guī)定如下：