风电齿轮箱(增速机)基础知识简介
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱的技术参数包括增速比、额定输入功率、额定输入转速、额定输出转速、机械效率、环境温度、冷却方式、重量、外形尺寸和输出级中心距等。
增速比指的是齿轮箱输入转速与输出转速的比值，它决定了齿轮箱的增速能力。
额定输入功率是指齿轮箱在正常工作条件下能够承受的最大输入功率。
额定输入转速和额定输出转速则分别表示齿轮箱在正常工作条件下的输入和输出
转速。
机械效率表示齿轮箱将输入功率转化为输出功率的能力，通常以百分比表示。
环境温度是指齿轮箱所处环境的温度范围，它会影响齿轮箱的工作性能和寿命。
冷却方式是指齿轮箱的散热方式，通常有风冷和水冷两种方式。
重量和外形尺寸则表示齿轮箱的物理特性，对于安装和运输等方面有重要意义。
输出级中心距则是指齿轮箱输出轴之间的距离，它决定了齿轮箱与发电机的连接方式。
此外，风力发电机组齿轮箱还需要考虑其结构型式，如两级行星+一级平行轴结构等。
同时，齿轮箱还需要具备良
好的可靠性和耐久性，以适应风力发电的恶劣环境和长期运行的要求。
请注意，以上仅为风力发电机组齿轮箱的一般技术参数，具体参数会因不同的风力发电机组型号和规格而有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件来选择合适的齿轮箱。
风力发电机齿轮箱
润滑油不足：定期检查润滑油量及时补充润滑油
05
风力发电机齿轮箱的发展趋势与展望
提高能效与可靠性
提高能效：通过优化设计、材料选择和制造工艺提高齿轮箱的能效降低能耗。
提高可靠性：通过改进设计、提高制造精度和加强维护保养提高齿轮箱的可靠性降低故障率。
智能化：通过引入智能控制技术实现对齿轮箱的实时监控和故障诊断提高运行效率和可靠性。
案例二：某海上风电场使用风力发电机齿轮箱降低维护成本
案例三：某山区风电场使用风力发电机齿轮箱提高设机齿轮箱降低噪音污染
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环保：通过采用环保材料和制造工艺降低齿轮箱对环境的影响提高环保性能。
降低噪音与振动
采用新型材料：如复合材料、橡胶等降低噪音和振动
优化设计：改进齿轮箱结构降低噪音和振动
采用先进技术：如主动降噪技术、振动控制技术等降低噪音和振动
加强维护保养：定期检查和维护降低噪音和振动
智能化与数字化技术的应用
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04
风力发电机齿轮箱的维护与保养
日常维护
定期检查润滑油：确保润滑油充足避免齿轮磨损
定期检查密封性：确保密封良好防止灰尘和水进入
定期检查齿轮磨损：及时更换磨损严重的齿轮
定期检查轴承磨损：及时更换磨损严重的轴承
定期检查螺栓紧固：确保螺栓紧固防止松动导致故障
定期检查电气系统：确保电气系统正常工作避免故障发生
案例分析：某风电场使用风力发电机齿轮箱的情况
技术特点：风力发电机齿轮箱在陆上风电场的应用优势
发展趋势：陆上风电场对风力发电机齿轮箱的需求预测
海上风力发电
海上风力发电的优势：资源丰富、环境友好、可再生能源
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（二）效率
齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在 试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮 啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、 风阻损失、其他机件阻尼等。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
（三）噪声级
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一、概述
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械 部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通 常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求 的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实 现，故也将齿轮箱称之为增速箱。不同形式的风 力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式 以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电 机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。
二、齿轮箱的分类
风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照 传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增 速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按 照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱； 按照转动的布置形式又可分为展开式、分 流式和同轴式以及混合式等等。
三、设计要求
设计必须保证在满足可靠性和预期寿 命的前提下，使结构简化并且重量最轻。 通常采用CAD优化设计，排定最佳传动方 案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠 的构件和具有良好力学特性以及在环境极 端温差下仍然保持稳定的材料，等等。
设计要求
• • • • 设计载荷 效率 噪声级 可靠性
（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮 箱使用系数KA=1。当无法得到载荷谱时，对于三 叶片风力发电机组取KA=1.3。
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱技术参数风力发电机组齿轮箱技术参数是影响风力发电机组性能的重要因素之一。
齿轮箱是将风力发电机组转动的风轮机转速升高到发电机要求转速的装置，在风力发电系统中扮演着至关重要的角色。
齿轮箱的设计和选型直接关系到风力发电机组的高效运行和长期稳定性，因此对其技术参数进行深入研究至关重要。
首先，齿轮箱的承载能力是评估其性能的重要指标之一。
承载能力主要取决于齿轮箱设计时所选用的材料、结构和加工工艺。
对于大型的风力发电机组，其承载能力需求较高，齿轮箱必须能够承受来自风轮机扭矩的冲击和变化。
因此，在设计齿轮箱时，需要充分考虑各种外部因素对其承载能力的影响，确保其在各种复杂工况下都能够可靠运行。
其次，齿轮箱的传动效率也是评估其性能的重要指标之一。
传动效率直接影响到风力发电机组的发电效率和整体能量利用率。
传动效率的高低主要取决于齿轮箱内部齿轮的材料、精度和润滑等因素。
通过合理设计和选择合适的材料，可以有效减小齿轮间的摩擦和损耗，提高传动效率，从而提升风力发电机组的整体性能。
另外，齿轮箱的噪声和振动也是需要重点关注的技术参数之一。
风力发电机组运行时产生的噪声和振动会对周围环境和人体健康造成影响，因此需要通过优化设计和加强隔声隔振措施来减小齿轮箱的噪声和振动水平。
降低噪声和振动不仅可以改善风力发电机组的工作环境，还有助于延长齿轮箱的使用寿命，降低维护成本。
此外，齿轮箱的可靠性和故障率也是评估其性能的重要指标之一。
风力发电机组通常安装在风力资源丰富的地区，环境条件复杂多变，因此齿轮箱必须具有较高的可靠性和抗干扰能力，以保证风力发电机组长期稳定运行。
减小齿轮箱的故障率可以降低维护成本，提高风力发电机组的整体经济效益。
综上所述，风力发电机组齿轮箱技术参数直接关系到风力发电机组的性能和可靠性。
通过合理设计和优化选择齿轮箱的技术参数，可以提高风力发电机组的发电效率、传动效率和可靠性，从而促进风力发电产业的可持续发展。
风机齿轮箱的 使用和维护
风力发电机齿轮箱的使用与维护王朝阳一、基本原理及结构风力发电机是将风能转化为电能的机械装置。
目前可分为：有齿轮箱和无齿轮箱两类风力发电机。
商业化的风力发电机以有齿轮箱的居多。
齿轮箱是风机中的一个重要部件，它承担着将风轮的转速增加到发电机转速的任务，所以该齿轮箱也称为增速齿轮箱。
风力发电机用齿轮箱种类繁多，从传动方式来分，齿轮箱可划分为行星齿轮箱，平行轴齿轮箱，混合式（行星+平行轴）齿轮箱。
行星齿轮箱：如万电600KW为两级行星结构。
平行轴齿轮箱：如浙江机电院的250KW风机为两级平行轴结构，美德660KW为三级平行轴功率双分流结构。
混合式：该类齿轮箱为使用最广泛的结构类型，图1.1为其典型结构图。
具体可分为：1．金风600KW、Vestas V47、Nordex N43、保定惠阳1000KW等均为此类结构----一级行星（NGW）+两级平行轴结构；2．金风750KW，浙江机电院750KW为一级行星（NW）+一级平行轴结构；3．大重1500KW为两级行星（NGW）+一级平行轴结构。
图1.1 齿轮箱结构简图叶轮的转矩通过主轴传入齿轮箱行星架，行星级的太阳轮通过花键与平行级相联，经平行级齿轮将转矩传给发电机。
二、齿轮箱的使用与维护在风力发电机中，齿轮箱是最重要的部件之一，也是目前故障率最高的部件之一，正确的使用与维护可以减少故障率，延长其使用寿命。
1. 齿轮箱的安装1.1通常齿轮箱厂家在供货时为整体供货，在现场不必进行重新解体装配。
1.2齿轮箱起吊时应有防护措施，防止其表面被钢丝绳等物碰伤。
1.3 齿轮箱的输出轴（高速轴）采用联轴器连接，安装时应严格找中，其对中误差必须控制在弹性联轴器允许值的下限以内，一般应≤0.20mm，角度误差≤30″。
（弹性联轴器允许的对中偏差是用于补偿在工作过程中由于受载、温升和离心力所产生的变形，及无法避免的制造和对中偏差的并不是安装的允许偏差,要求安装的允许偏差≤0.05mm）。
风机齿轮箱工作原理
风机齿轮箱工作原理
风机齿轮箱工作原理主要通过齿轮传动来实现风机的转速调节和能量变换。
风机齿轮箱通常由主轴、输入轴、输出轴和一系列齿轮组成。
当风力发电机启动时，风能通过风轮转动，风轮与主轴相连，主轴会带动输入轴一起旋转。
输入轴连接着一个或多个初始化齿轮，这些齿轮被称为主动轮。
主动轮的齿数会根据设计要求和所需的转矩传递率来确定。
当输入轴旋转时，主动轮上的齿轮也开始旋转，传递动力到齿轮箱中的动力轮。
动力轮一般位于输入轴之后，与输入轴相连，并连接到输出轴。
动力轮上的齿轮被称为从动轮，其齿数和主动轮的齿数相互匹配，以实现所需的转速比。
通过齿轮传动的方式，输入轴的旋转速度被增大或减小，从而实现了风能转化为机械能的过程。
输出轴上的旋转速度和转矩会根据齿轮的传动比例而相应改变，最终将机械能输出给风力发电机的转子，驱动发电机产生电能。
齿轮箱还通常包括润滑系统以确保齿轮的正常运转，同时还有一些辅助设备如轴承、密封件等，以保证齿轮箱的稳定性和可靠性。
总之，风机齿轮箱通过齿轮传动实现了风能与机械能的转换，为风力发电系统提供了可靠的功率输出。
风电机组齿轮箱的概况
1. SL1500风电机组齿轮箱的概况2. SL1500风电机组齿轮箱的结构原理3. SL1500风电机组齿轮箱的附件一、齿轮箱的概况1. 安装于主机架2. 位于机舱中部偏叶轮部分3. 齿轮箱的重量约占机舱重量的1/21.1 基本参数1.2 结构特点主轴置于齿轮箱的部。
不需要现场主轴对中;主轴轴承采用稀油润滑,效果更好；大大减小了机舱的体积。
采用两极行星、一级平行轴机构传动。
提高了速比，降低了齿轮箱的体积。
采用先进的润滑与冷却系统，使每个润滑点都可以得到充分的润滑，确保了齿轮箱的使用寿命。
需要高转速 低转速将低转速的动能转化为高转速的动能 发电机 齿轮箱 叶轮1.3 齿轮箱的作用及工作过程1.3.1 齿轮箱的作用：将风轮的动能传递给发电机,并使其得到相应的转速。
1.3.2 齿轮箱的工作过程：风作用到叶片上，驱使风轮旋转。
旋转的风轮带动齿轮箱主轴转动并将动能输入齿轮副。
经过三级变速，齿轮副将输入的大扭矩、低转速动能转化成低扭矩、高转速的动能，通过联轴器传递给发电机。
发电机将输入的动能最终转化为电能并输送到电网。
1.4 风电机组中齿轮箱的工作概况环境条件恶劣：风大、砂尘、盐雾、潮湿、高温、严寒工作条件复杂：风速风向多变、强阵风、高空无人值守要求高可靠性、高效率、高安全性要求工作寿命长：二十年（175200小时）输入输出速比大加工制造要求高二.齿轮箱的结构原理2.1 箱体部分1.整个箱体分为4个部分。
2.满足轴承、轴、外部附件的安装并提供行星轮传动的外齿圈3. 通常采用球墨铸铁铸造而成2.1.1 风电机组中齿轮箱的载荷齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。
其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
阻尼：在机械物理学中，指系统的能量的减小。
摩擦阻尼：摩擦阻力生热使系统的机械能减小。
辐射阻尼：周围质点的震动，能量逐渐向四周辐射。
刚度：受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。
风机齿轮箱讲义课件
工作原理
风机齿轮箱的工作原理是将风力通过风轮叶片转化为扭矩，再通过齿轮箱内部的齿轮传动系统将扭矩传递给发电机或其他机械装置，从而将风能转化为机械能。
齿轮传动系统
齿轮传动系统是风机齿轮箱的核心部分，包括行星齿轮、主轴齿轮和轴承等部件，通过这些部件的相互配合，实现扭矩的传递和转换。
水平轴风机齿轮箱是常见的一种类型，其风轮叶片与地面平行，转速相对较低，适用于中低风速地区。
确保工作区域安全，准备好所需的工具和材料，如螺丝刀、扳手、润滑油等。
准备工作
检查风机齿轮箱的基础是否平整、牢固，确保符合安装要求。
基础检查
按照说明书逐步组装风机齿轮箱的各个部件，确保每个部件都正确安装。
部件组装
将风机齿轮箱与风机的其他部分连接并固定，确保连接牢固、稳定。
连接与固定
始终遵循安全操作规程，确保工作人员的安全。
持续增长的市场需求
01
随着全球能源结构的转型和可再生能源的发展，风力发电行业将继续保持快速增长。作为风力发电机组的核心部件，风机齿轮箱的市场需求也将持续增长。
竞争格局的变化
02
随着技术的不断进步和市场需求的增长，风机齿轮箱行业的竞争格局将发生变化。具备技术创新能力和规模优势的企业将在竞争中占据优势地位。
定期向箱体内注入润滑油，保证齿轮和轴承的正常运转。
润滑油注入装置
03
CHAPTER
风机齿轮箱的维护与保养
检查风机齿轮箱的外观，确保没有异常的噪音、振动或泄漏。
每日检查
油位检查
清洁与紧固
确保油位在正常范围内，不足时及时补充。
定期清洁风机齿轮箱表面，并检查紧固件是否松动。
03
02
01
根据设备要求，定期更换润滑油。
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（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮 箱使用系数KA=1。当无法得到载荷谱时，对于三 叶片风力发电机组取KA=1.3。
二、齿轮箱的分类
风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照 传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增 速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按 照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱； 按照转动的布置形式又可分为展开式、分 流式和同轴式以及混合式等等。
三、设计要求
设计必须保证在满足可靠性和预期寿 命的前提下，使结构简化并且重量最轻。 通常采用CAD优化设计，排定最佳传动方 案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠 的构件和具有良好力学特性以及在环境极 端温差下仍然保持稳定的材料，等等。
（四）可靠性
• 按照假定的寿命最少20年的要求，视载荷谱所列 载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其 零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强 度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动 力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方 法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试 验的方法。 • 在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工 设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其 中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部 件以及整机进行可靠性估算
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一、概述
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械 部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通 常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求 的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实 现，故也将齿轮箱称之为增速箱。不同形式的风 力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式 以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电 机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。
风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左 右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低 噪声的措施： – 适当提高齿轮精度，进行齿形修圆，增加啮合 重合度； – 提高轴和轴承的刚度； – 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； – 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械 振动控制在GB/T8543规定的C级之内。
四、齿轮箱的主要零部件
铸件类：机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类：内齿圈、齿轮、轴 标准件类：轴承、螺栓
整机
机体
扭力臂
行星架
内齿圈
五、装配关系
六、装配清洁度
在风电齿轮箱的装配过程中要必须保证 清洁度
（二）效率
齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在 试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮 啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、 风阻损失、其他机件阻尼等。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
（三）噪声级