关于风力发电齿轮箱的材料、生产工艺技术研究

关于风力发电齿轮箱的材料、生产工艺技术研究[摘要]近年来齿轮箱的国产化工作取得了实质性的进展，但是在实际的使用

中也暴露了一定的问题，例如增速箱的可靠性较差以及齿轮箱寿命短等，致使电厂与制造商都蒙受了重大损失。文章从我国风电齿轮箱设计制造技术的现状入手，重点的论述了齿轮的常用材料及其性能、齿轮箱的生产工艺技术等方面。

【关键词】风力发电；齿轮箱；国产化；材料；工艺

由于化石燃料的日益短缺以及人们的环保意识的不断增强，而风能兼具清洁型与可持续性的特点，因此在近年来得到了较为迅速的发展。我国从八十年代开始实施大功率的风力发电，但主要的设备靠欧美等国进口。

1.我国风电齿轮箱设计制造技术的现状

目前我国已经基本掌握了兆瓦以下的风力发电增速箱的设计制造技术，批量生产的主力机型，例如600kw—2000kw，已经在多家公司投产。但即便如此，我国的风力发电齿轮箱仍然是国产化中较为薄弱的环节，对于市场的巨大需求量还是力不从心。

我国从国外引进的电机组技术只是发电机组的集成技术，其中并不涉及齿轮箱的设计制造。因此国内的齿轮箱的实际制造基本上是参照引进技术的规范进行的，通过类比的方式进行设计，因此谈不上完全的掌握先进的制造技术。总的来说，我国的相关研究起步较晚，由于相关人才的缺乏，再加上基础薄弱，极大的限制了此领域的进展。郑州机械研究所近几年推出了CAE分析系统，可以轻松的实现对于箱体、输入轴以及行星架等重要零部件的优化与有限元分析。

2.齿轮的常用材料及其性能

风力发电的增速齿轮箱中所使用的齿轮，其材质一般为低碳的合金钢，重齿公司经常使用17CrNiMo6或者20CrMnMo等原材，而内圈使用42CrMoA材料。其力学性能的分析如下表1：

齿轮的材料为渗碳钢，未经渗碳的钢材进行的各种实验只能测定零件的心部性能，而渗碳钢的性能除了与心部强度有关外，海域渗碳层的碳含量以及渗碳的深度有关。

2.1抗弯强度

通过弯曲试验进行渗碳钢静强度的测定，静强度与心部强度、碳含量、钢材的化学成分等有直接的关系。一般的，渗碳层的的深度越大，弯曲强度随之增加；