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大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)展

2011-02-10 來(lái)源:杭州前進(jìn)風(fēng)電齒輪箱有限公司 瀏覽數(shù):1983

  因此,傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和部件選用必須按照主機(jī)提出的要求,根據(jù)不同的使用條件,經(jīng)分析對(duì)比后做出選擇。主要考慮的因素有:
  1) 主機(jī)工況和性能參數(shù),動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果;
  2) 傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分布和結(jié)構(gòu)形式;
  3) 對(duì)傳動(dòng)裝置及其聯(lián)接要求;
  4) 安全環(huán)保要求;
  5) 壽命要求;
  6) 經(jīng)濟(jì)和效益分析;
  7) 運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)條件。
  傳統(tǒng)機(jī)組的主齒輪箱用于變換速度和扭矩,使緊湊的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)能夠在機(jī)組上應(yīng)用。不同功率等級(jí)的齒輪箱采用不同的傳動(dòng)形式(見(jiàn)圖3)。
  在20 世紀(jì)八十年代,平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)裝置應(yīng)用到100到500kW 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電機(jī)組上。90年代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組平均功率增大到600 至800kW,為了節(jié)省空間,獲得更大速比,引用了外形為筒狀的行星齒輪傳動(dòng)或行星與平行軸齒輪組合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu),取得較好的效果。
  圖4 所示的一級(jí)行星兩級(jí)平行軸齒輪箱是目前應(yīng)用較廣的機(jī)組傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。為取得高功率密度和大速比,行星級(jí)的行星架將動(dòng)力多分路分流到多個(gè)行星輪,再匯合到太陽(yáng)輪上傳至平行軸齒輪,常用功率在2MW 以下。齒輪箱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)組傳動(dòng)軸系的布置方式而定,與主軸一起適用于“兩點(diǎn)式”或“三點(diǎn)式”支撐。脹緊套聯(lián)接主軸和齒輪箱輸入軸(行星架),固定端設(shè)在主軸上,行星架軸承( 或箱體)應(yīng)能軸向浮動(dòng)。行星架采用雙支撐以提高結(jié)構(gòu)剛度,常用三個(gè)行星輪,太陽(yáng)輪浮動(dòng)均載;采用斜齒輪,傳動(dòng)平穩(wěn),降低噪聲。
  兩級(jí)行星和一級(jí)平行軸齒輪傳動(dòng)也有較多應(yīng)用實(shí)例,功率可達(dá)3 ~ 3.5MW。
  對(duì)于更大功率的機(jī)組,為了減小外形尺寸,節(jié)省機(jī)艙空間,齒輪箱傾向于應(yīng)用行星、差動(dòng)和平行軸齒輪組合傳動(dòng)的方式,行星輪常常多于三個(gè),以縮小體積,獲取更大的功率密度。
  圖5 所示的行星差動(dòng)和固定軸齒輪組合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)已在國(guó)產(chǎn)的大型風(fēng)電機(jī)組中得到應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)采用3 級(jí)齒輪傳動(dòng):第一級(jí)是行星差動(dòng)齒輪傳動(dòng);第二級(jí)是固定軸齒輪分流傳動(dòng);第三級(jí)是平行軸齒輪傳動(dòng)。
  從主軸傳來(lái)的功率分兩路傳遞:標(biāo)有箭頭紅線的一路從行星架直連的第二級(jí)內(nèi)齒圈,通過(guò)圓周分布的一組固定軸齒輪傳至第二級(jí)中心輪,再通過(guò)與該中心輪相連的第一級(jí)內(nèi)齒圈回傳至行星架;而另一路(用綠色箭頭線表示)則直接由行星架傳遞,并在第一級(jí)行星輪上與前一路的功率匯合,通過(guò)第一級(jí)中心輪(太陽(yáng)輪)傳至第三級(jí)平行軸齒輪副。
  這種傳動(dòng)方式的總速比可以達(dá)到200 ∶ 1(行星/ 差動(dòng)級(jí):35 ∶ 1;平行軸:6 ∶ 1)。功率分流的比例:內(nèi)齒圈差動(dòng)至末級(jí)主動(dòng)輪為72.1%;行星輪、太陽(yáng)輪至末級(jí)主動(dòng)輪為27.9%。由于采用多行星輪和柔性行星銷軸結(jié)構(gòu),其體積和重量比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減小25%以上。

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