总装培训

SL1500风力发电机组总装配培训教材一．风力发电机组总装配的基础知识

风力发电机组总装配的特点：风力发电机组是机、液、电一体化的产品，总装配过程中，机、液、电的装配互相交叉。

装配要求高，紧固件的安装均有严格力矩要求，要求待装配件加工精度高，互换性好。装配过程中修配量少（无修配工作）。

1.紧固件的种类及装配

1.1紧固件的种类及标准

螺栓是机械设备中使用量最多的零件，在机器的心脏中，将所有部件紧紧联接在一起的，就是螺栓。螺栓将两个表面紧紧联接在一起靠的就是螺栓的拉伸力。螺栓：

六角头螺栓：

常用粗牙六角头螺栓（部分螺纹）：GB5782 ISO4014

（全螺纹）：GB5783 ISO4017

细牙六角头螺栓GB/T5785

细牙全螺纹六角头螺栓GB/T5786

全螺纹六角头螺栓GB/T5781

螺杆带孔六角头螺栓GB/T31.1

头部带孔六角头螺栓GB/T32.1

B级加大系列六角法兰面螺栓GB/T5789

B级细杆加大系列六角法兰面螺栓GB/T5790

A级小系列六角法兰面螺栓GB/T16674

方头螺栓：

B级小方头螺栓GB/T35

C级方头螺栓GB/T8

沉头螺栓：

沉头方颈螺栓GB/T10

专用螺栓：

U形螺栓JB/ZQ4321

T形槽用螺栓GB/T37

钢结构大六角头螺栓：GB/T1228 DIN6914

螺母:六角螺母：GB6170 ISO4032

六角法兰面螺栓（粗牙）GB/T6177.1

六角法兰面螺栓（细牙）GB/T6177.2

非金属防松螺母：GB889

钢结构大六角头螺母：GB/T1229 DIN6915

垫圈:平垫圈GB97.1

倒角型平垫圈A级GB97.2 ISO7090

倒角一侧一定要朝向螺栓头部，平面侧与被连接件接触，保证接触面积。

钢结构大六角头螺栓用垫圈：GB/T1230 DIN6916

标准型弹簧垫圈GB/T93

鞍型弹簧垫圈GB/T7245

波形弹簧垫圈GB/T7246

波形弹性垫圈GB/T955

鞍形弹性垫圈GB/T860

螺柱：双头螺柱bm=1d GB/T897 M5-M48 12-300

bm=1.25d GB/T898 M5-M48 12-300

bm=1.5d GB/T899 M2-M48 12-300

bm=2d GB/T900 M2-M48 12-300

B级等长双头螺柱GB/T901 M2-M56 10-500

C级等长双头螺柱GB/T953 M8-M48 100-2500

1.2固件的性能等级

1.2.1螺栓、螺钉和螺柱的性能等级标记。

螺栓、螺钉和螺柱的机械性能等级标记由“．”隔开的两部分组成，第一部分数字(“．”前面)表示公称抗拉强度(?b公称，单位N/mm2)的1/100，第二部分数字(“．”后面)表示公称屈服点(?s公称，单位N/mm2)或公称屈服强度(?0.2公称，单位N/mm2)与公称抗拉强度(，单位N/mm2)比值(屈强比)的10倍。这两部

分数字的乘积为公称屈服点(?b公称)(适用于≤6．8级)或公称屈服强度( (适用于≥8．8级)的1/10，单位N/mm2。各性能等级的最小屈服点(?smin)或最小屈服强度(?0.2min)和最小抗拉强度(? bmin)应等于或大于其公称值。

性能等级标记共分为3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9十个等级，通常把性能等级大于等于8.8级的螺栓称为高强度螺栓。

示例：8.8级，其?b(公称)：8×100＝800 N/mm2；

?s（公称）：800×0.8=640 N/mm2

1.2.2螺母的性能等级标记

螺母的机械性能等级以公称抗拉强度?b（单位N/mm2）的1/100表示。螺母的性能等级有4、5、6、8、9、10、12七个等级。

示例：8级，其?b：8×100=800N/mm2

1.2.3垫圈的性能等级标记

垫圈的性能等级用布氏或威氏硬度表示。垫圈的机械性能等级有HV140、HV200、HV300三个等级。

1.3紧固件的的材料：由强度等级决定。

1.4紧固件的精度等级

螺栓的精度等级分C级（粗制）、A级和B级（精制），C级精度的螺栓主要用于表面粗糙、对精度要求不高的钢（木）结构、机械、设备上；A级和B级精度的螺栓主要用于表面光洁、对精度要求高的机器、设备上。

1.5紧固件的表面处理

螺栓的表面处理主要有发黑、镀锌钝化、热浸锌、达克罗处理等几种方式。发黑处理：

钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，

以及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。

金属“发蓝”药液，采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。

镀锌钝化:

钝化是在金属表面形成已成致密的氧化膜，是镀锌后进行的工序，在氧化池中或在空气中形成。

热浸锌：

热浸锌，作为一种有效的金属防腐方式，已被广泛用于各行业的金属结构设施上。热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。从而起到防腐蚀的目的。

热浸锌方式的优点：耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。

达克罗处理：

达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层，是一种新型的耐腐涂层，与传统的电镀锌相比：锌铬涂层耐腐蚀性能极强，是镀锌的7—10倍，无氢脆性，特别适用于高强度受力件，高耐热性、耐热温度300℃，尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件，高渗透性、高附着性、高减磨性、高耐气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。达克罗技术的基体材料范围：钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金，铜、镍、锌等及其合金。而且涂覆全过程中无污染，在金属表面处理历史上是一场革命，是当今世界上金属表面处理富有代表性的高新技术。

达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末，在北美、北欧寒冷的冬天，道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温

度，这样缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国的科学家迈克·马丁研制了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料，涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层，达克罗涂层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，革新了传统工艺防腐寿命短的缺陷。

1.6螺栓的预紧：

在一定范围内，螺栓象橡皮筋一样，可以被拉伸，松开后又恢复到原始长度，但是，如果被拉伸得超过屈服点，已经接近断裂点，它就无法回复到原始长度了。显然，要拉伸一个螺栓并使其产生一个螺栓载荷，需要相当大的力量，工业上用以下几种方法实现这一点：

1.6.1扭矩法：采用专门的扭力扳手，如手动扭力扳手、测力扳手、液压扭力扳手、电动或风动扭力扳手等。使用这种方法操作简单，也是目前采用最广泛的预紧方法，但是由于螺栓头部和螺纹之间的摩擦随被连接件表面状况和润滑状态不同，其摩擦系数变化很大，因此其误差较大。

风力发电机组的螺栓中多采用扭矩法。

手动扭力扳手是精确度最高的力矩扳手，其次为液压扳手，电动、气动扳手精度最差。所以液压扳手和手动力矩扳手是风力发电机组上使用最多的打力矩工具。

1.6.2拉伸法：用液压拉伸器将螺栓拉伸到一定的载荷或一定的长度后，将螺母手动锁紧。使用这种方法螺栓只承受拉伸载荷，不承受扭矩和剪切力。预紧力只与拉伸有关，与其他外部因素无关。地脚螺栓的预紧常使用此方法。

误差在±（3-5）%，使用麻烦，费用高，用于特殊需要的场合。

1.6.3扭角法：将螺栓预紧一定的扭矩后再旋转一定的角度。其原理与拉伸法相同，只是将伸长量折算成螺栓在原始拧紧位置上再拧转的一个角度。

螺旋预紧达到预紧力Fo时所需的螺母转角θ由下式求得：

式中p——螺距

Cp——螺栓的刚度（N/mm）

采用此法，需先把螺栓副拧紧到“密贴”位置，再转过角度θ，误差±15%，

在美国和德国的汽车工业和钢结构中广泛使用。

1.7螺栓的防松：

对于不经常拆卸的小件采用非金属防松螺母防松。

对于电气连接件（发电机、母线）工作在较高温度下，采用全金属螺母防松。不使用螺母的M20以下的螺栓采用螺纹紧固胶防松。

螺纹连接常用放松方法：

1.弹簧垫圈：依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被连接件及紧固件支承而起放松作用，结构简单，成本低，使用简便。GB93、GB859等传统使用的弹簧垫圈，由于弹力不均，也不十分可靠，多用于不甚重要的连接，对连接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。GB7245、GB7246等鞍形或波形弹簧垫圈则可明显改善一般弹簧垫圈的不足。

2.双螺母：两个螺母对顶拧紧，使螺栓在旋入段内受拉而螺母受压，构成螺纹连接副纵向压紧。正确的安装方法为：先用规定的拧紧力矩的80%拧紧下面的螺母，再用100%的拧紧力拧紧上面的螺母。该结构简单，成本低，重量大，多用于低速重载或载荷平稳的场合。

3.尼龙圈锁紧螺母：锁紧部分是嵌装在螺母体上，没有内螺纹的尼龙圈。当外螺纹件拧入后，由于尼龙材料良好的弹性产生锁紧力，达到锁紧。由于尼龙属惰性物质，不受工业中常用化学产品的腐蚀，但受无机酸、弱酸与强酸的腐蚀，因此，不可在镀锌等酸性槽中浸泡，即装尼龙圈之前应先完成螺母的电镀，而装入尼龙圈之后不可再进行电镀。理论与实践表明，该种螺母经拧入，拧出400次以上，其性能基本稳定。

4.螺纹紧固胶：粘接螺纹方法简单、经济并有效，其防松性能与粘接剂直接相关，大体分为：低强度、中等强度和高温条件，及可以拆卸或不可拆卸等要求，应分别选用适当的粘接剂。

2.对中度的调整：

2.1对中度对机械寿命的影响：

研究表明：在以往超过十年的统计显示所有的设备故障约有50%源于恶劣的对中。

有一些调查显示高达90%的设备运转超出了他们推荐的允许的偏差。

轴对中的益处：

节能，机械部件的磨损，生产能力，产品质量等。

对风力发电机组来说：

减少联轴器上的载荷，延长联轴器的寿命。

减少发电机和齿轮箱轴承的载荷，延长轴承寿命。

并且对中度越好机组运行噪音越小。

2.2对中度的要求：

平行度误差≤0.2mm

端面误差≤0.2mm

2.3调整对中度使用的工具及方法：

①使用百分表：使用两块表，计算复杂，反复调整，效率低。

②使用激光对中仪器：输入三个参数，三个位置测量，直接计算出需要的调整量，准确、快捷。

输入的三个参数为：①两表连线②发电机侧表与发电机前减震座中心连线③发电机前后减震座中心连线

三个位置分别为：3、9、12点三个位置。

竖直方向误差的调整：

用液压千斤将发电机顶起一定高度后，通过调整发电机减振器上的调整螺母来调整发电机的高度，从而配合齿轮箱的输出轴。

水平方向误差的调整：

拆下发电机减振器安装螺栓，将发电机调整工装安装在减振器安装螺栓上，拧紧工装上的螺栓，通过调节减振器的位置来调整发电机的水平位置。

3.开式齿轮侧隙的调整原理及方法：

减速器安装法兰与输出轴有一定的偏心量，通过调整安装法兰上螺栓安装孔的位置调整偏心量，以改变齿轮啮合的中心距来改变齿轮侧隙。

齿轮与偏航齿圈间隙0.3-1.2mm，用塞尺检验，一般间隙取在0.8mm左右。

开式齿轮传动中齿轮暴露在外界环境中，工作环境恶劣，易落入灰、尘、屑

等外部介质而造成润滑油污染，齿轮易于产生磨料磨损。开式齿轮传动通常使用高粘度油、沥青质润滑剂或润滑脂，并在比较低的速度下能有效工作。

在决定开式齿轮传动润滑油时，应考虑下列因素：

1）封闭程度；

2）圆周速度；

3）齿轮直径尺寸；

4）环境；

5）润滑油的使用方法；

6）齿轮的可接近性。

除了在某些场合下润滑油可以循环回流外，此时应设置油池。开式齿轮传动的润滑方法一般是全损耗型的，而任何全损耗型润滑系统，最终在其齿轮表面只有薄层覆盖膜，它们常处在边界润滑条件下，因为当新油或脂补充到齿面时，由于齿面压力作应而挤出，加上齿轮回转时离心力等的综合作用，只能在齿面上留下一层薄油膜，再加上考虑齿轮磨合作用，因此润滑油必须具备高粘度或高稠度和较强的粘附性，以确保有一层连续的油膜保持在齿轮表面上。

二．SL1500风机总装工艺流程

1．机舱装配和轮毂装配形成两条并行的工序，分别装配出机舱总成和轮毂总成两大部件。然后再将装配调试好的机舱和轮毂运送至现场，进行整机的装配，将机舱、轮毂、塔筒等一系列部件组装成一台完整的风力发电机。

2．采用部件不移动，各工位人员移动的方法，实现流水化作业。这样可以大大提高工作效率，降低工人的错误操作几率。

3.配置偏航预装区、齿轮箱预装区、主机架预装区、夹紧法兰及楔块预装区、电气预装区共五个预装区。在预装区将一些零部件预先装配成大的部件后，再进入总装区装配，以减少总装工作时间，缩短单台机组的装配时间，提高装配效率。

三．SL1500风机主要装配工序。

风机按大部分可以分为：

主传动系统和三大辅助系统。

主传动系统：

轮毂→增速机→联轴器→发电机

三大辅助系统又可以细化为：

水、油冷系统，偏航、变桨系统，制动系统。

水、油冷系统：

水冷系统用于发电机和变频柜的冷却降温，通过泵站带动管路内液体流动带走发电机和变频柜内的热量，在尾翼部位的冷却装置上冷却降温。水冷系统属于自然风冷却。

油冷系统用于齿轮箱的润滑和冷却，油冷系统属于风扇冷却，在主机架顶部有一台风扇冷却装置，用于油冷系统内油液的冷却降温。

水、油冷系统均有一套自己的控制系统，当温度过低时泵站会控制油液走向，使得管路内液体不通过冷却器，直接回到发电机、电控柜或齿轮箱。

偏航系统：

功能：

偏航系统的功能就是对风和解缆，为了保证风机能正对风吹来的方向，保证最高的发电效率，同时，在风机对风转动的过程中，风机电缆会缠绕，这就需要偏航系统自动调整，从而实现解缆的作用。

主要部件：

偏航大齿圈，侧面轴承，滑垫保持装置，滑动衬垫，偏航驱动装置，圆弹簧，调整螺栓，偏航计数仪，风速风向仪

偏航齿圈通过高强度螺栓与塔架紧固在一起，上下面与滑动衬垫配合。四个偏航小齿轮与偏航大齿圈啮合并围绕着它旋转，从而带动整个机舱旋转。表面经过氮化、淬火处理，以保证偏航齿圈的强度要求。

侧面轴承，共6个（前侧2个，后侧4个），有5个沉孔，用于放置定位销、圆形弹簧和压板。

滑动衬垫是特殊材料制作的圆形垫片，具有自润滑的功能，在滑动过程中滑动垫片自产生润滑物质，无需加注润滑油。

圆弹簧放在定位销上的，每个定位销共有8个圆弹簧，分两组背靠背放置。

滑垫保持装置，后侧有四个滑垫保持装置，前侧有两个滑垫保持装置，凹槽用于粘结滑动垫片。

风速风向仪，风电机组对风的测量是由风速风向仪来实现的

凸轮计数器，记录机舱旋转圈数，实现解缆作用。

偏航系统的技术特点：

1.偏航系统都能对风向变化进行自动识别，并进行自动对风。

2.偏航系统的电机都有采用软起动方式，减少了起动电流对电机的冲击，并使起动平稳，延长电机寿命。

3．偏航系统都安装有减速器，使转起动平稳，减小撞击。

4．风机偏航系统都有扭缆保护装置，使其自动运行更安全可靠。

5．偏航系统都有可靠的执行电路来进行工作。

6．偏航系统都具有锁定状装置，以提高风机的可靠性。

变浆系统：

风速过大，超过额定风速时，如果叶片迎角不变，机组将受到的过大的风力载荷，发电机等零部件也将过载。

变桨机构就是在额定风速附近(以上)，依据风速的变化随时调节桨距角，控制吸收的机械能，一方面保证获取最大的能量(与额定功率对应)，同时减少风力对风力机的冲击。在并网过程中，变桨距控制还可实现快速无冲击并网。变桨距控制系统与变速恒频技术相配合，最终提高了整个风力发电系统的发电效率和电能质量。

变浆系统包括：轮毂（铸钢件），楔形盘，变桨轴承，变桨电机，变桨控制柜，各种限位开关、撞块等。

变浆轴承：变桨轴承采用双排深沟球轴承，深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受轴向载荷。承受纯径向载荷时，接触角为零。

制动系统：

制动器作用：制动器是一个液压动作的盘式制动器，用于机械刹车制动。

制动器将作用于制动钳上的夹紧力转换成制动力矩施加在制动盘上，使制动盘停止转动或在停机状态下防止松动(停机制动)。制动时，主制动钳内的活塞（和制动衬垫）向制动盘移动，制动衬垫和被制动钳这时会上升并移向制动盘，从而在制动盘的两侧施加制动力。

制动器具有衬垫磨损自动调节功能，又称AWA。

AWA是指制动衬垫发生磨损时，制动器会自行调节。因此在制动衬垫整个使用寿命内，制动器总能保证相同的气隙（制动盘和制动衬垫的间距）和相同的夹紧力。弹簧组对活塞施加力，通过调整机构和推杆作用，由制动衬垫施加在制动盘上形成夹紧力。

制动器间隙检测：

1.应确保制动器已经工作过5-10次。

2.用塞尺检测制动盘和闸垫之间间隙。

3.制动盘与闸垫之间的标准值应为1mm，如果间隙大于1mm，则重新调整间隙值。

制动器具有自动闸瓦调整功能，也就是说当闸瓦磨损时不需要手动调整制动器。

用标尺检查制动器衬垫的厚度，如果其磨损量超出5mm(闸瓦剩余厚度小于27mm)，则必须更换制动器闸垫。

刹车系统位于齿轮箱高速端与低速端的比较

低速轴上高速轴上

优点高可靠刹车直接作用在风轮上刹车力矩小

刹车力矩不会变成齿轮箱载荷齿轮箱可带集成风轮支撑

缺点刹车力矩很大刹车力矩对齿轮箱有载荷冲

击

安全性差

多数情况要采用非集成风轮支

撑的齿轮箱

机舱总成主要装配工序

序号工序名称

1 偏航齿圈安装到机舱运输支架

2 前后侧面轴承安装到主机架

3 预紧前、后侧面轴承的碟形弹簧

4 安装偏航驱动装置并调整齿轮啮合间隙

5 安装发电机支架

6 安装主机架附件

7 发电机的安装

8 传感器安装及主机架内电缆布线、接线

9 机舱变频柜安装到发电机支架上

10 齿轮箱安装到主机架

11 安装夹紧法兰

12 安装定位板

13 安装楔块

14 安装齿轮箱锁定板

15 安装齿轮箱侧收缩盘和制动盘

16 安装制动器

17 安装发电机侧收缩盘

18 安装联轴器

19 发电机同心的调整

20 油泵支架安装到齿轮箱

21 油泵总成的安装

22 油冷却器的安装

23 安装齿轮油润滑、冷却回路管路

24 水泵总成安装到变频器支架

25 水冷却器安装到上部机舱罩

26 机舱内部电缆布置及接线

27 下部机舱罩安装到主机架

28 机舱罩背板的安装

29 安装左/右机舱罩

30 安装上部机舱罩

31 机舱罩相对于主机架位置的调整

轮毂总成主要装配工序序号工序名称

1 将轮毂安装到运输支架上

2 变桨轴承安装到轮毂上

3 变桨驱动器安装到轮毂上

4 变桨控制柜的安装

5 安装限位开关和限位开关撞块

6 安装变桨接近开关

7 安装变桨限位撞块

8 安装缓冲器

9 轮毂电气接线

10 分隔壁安装到轮毂

11 轮毂罩的安装

12 导流帽的安装