风力发电机组的联轴器选用分析
联轴器的应用

国产化联轴器在风力机组中的应用一.前言任何设备,在设计过程中,都要根据设备实际的运行工作环境,考虑设备使用寿命,但设备实际的运行寿命与设计寿命,存在很大差距,作为风力发电机组一般设计寿命为20年,是一个比较笼统的设计概念,一九八九年在我场安装的BOUNS150千瓦风机,至今已经运行15年,整机运行良好,但是,许多机械及电气零部件已经趋于老化,需要定期检查、更换,增加了运行维护费用,因此,为了保证机组正常运行并尽可能较长的延长机组的寿命,除了考虑整机设计达到比较高的可靠度外,风力机组其它机械零部件的设计同样也要可靠,特别是在能量传递过程中起到主要作用传动部件。
在风力发电初期,我国主要是引进国外风力机组,风机运行至今,部分零部件已经趋于老化,需要更换,如果继续使用国外生产的零部件,首先,国外厂家对有些零部件已经停止生产,其次,购买费用较贵,因此,用国产化风力机组零部件代替国外风力机组零部件,不仅,可以对我们进一步掌握老外在设计风力机组时的设计理念有帮助,而且,可以节省购买费用。
二.联轴器在风力发电机组中的主要应用形式风力机组在传递能量工程中,由于叶轮吸收的能量是随着风能的大小在时刻改变,因此经常会产生不稳定的力作用在齿轮箱和发电机上,一部分能量被齿轮箱和发电机支撑底座吸收,另一部分,则被连接齿轮箱和发电机的联轴器吸收,因此风力机组联轴器不仅可以实现能量传递,而且可以起到减震作用。
在风力发电机组中,联轴器应用较为广泛,它主要作用是联接两轴或回转件,在传递运动和转矩过程中一同回转而不脱开的一种装置,在传动过程中不改变转动方向和转矩的大小,这是各类联轴器的共性功能,风力发电机组中常采用刚性联轴器、扰性联轴器和安全联轴器(或万向联轴器)三种方式。
刚性联轴器是由刚性传动件构成,各联接件之间不能相对运动,因此不具备补偿两轴线相对偏移的能力,只适用于被联接的两轴在安装时对中性好工作时不产生两轴相对偏移的场合,刚性联轴器无弹性元件,不具备减震和缓冲功能,一般只适用于载荷平稳并无冲击振动的工况条件。
联轴器的选择

联轴器的选择常用联轴器大多已标准化或规格化,一般情况下只需正确选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸。
必要时,可对其易损的薄弱环节进行负荷能力的校核计算,转速高时,还应验算其外缘的离心应力和弹性元件的变形,进行平衡检验等。
1、联轴器类型的选择选择联轴器类型时,应考虑:(1)所需传递转矩的大小和性质,对缓冲、减振功能的要求以及是否可能发生共振等。
(2)由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。
(3)许用的外形尺寸和安装方法,为了便于装配、调整和维修所必需的操作空间。
对于大型的联轴器,应能在轴不需作轴向移动的条件下实现装拆。
此外,还应考虑工作环境、使用寿命以及润滑和密封和经济性等条件,再参考各类联轴器特性,选择一种合用的联轴器类型。
2、联轴器型号、尺寸的确定对于已标准化和系列化的联轴器,选定合适类型后,可按转矩、轴直径和转速等确定联轴器的型号和结构尺寸。
联轴器的计算转矩:T ca=K A T式中:T为联轴器的名义转矩(N.m);T ca为联轴器的计算转矩(N.m);K A为工作情况系数,其值见表10-2(此系数也适用于离合器的选择)。
根据计算转矩、轴直径和转速等,由下面条件,可从有关手册中选取联轴器的型号和结构尺寸。
[T]Tcan式中:[T]为所选联轴器的许用转矩(N.m);n为被联接轴的转速(r/min);为所选联轴器允许的最高转速(r/min)。
多数情况下,每一型号的联轴器适用的轴径均有一个范围。
标准中已给出轴径的最大与最小值,或者给出适用直径的尺寸系列,被联接的两轴应在此范围之内。
一般情况下,被联接的两轴的直径是不同的,两个轴端的形状也可能不同。
表10-2 工作情况系数K A四、联轴器的选择算例例10-1 如图10-10所示,在电机与增压油泵用联轴器相联。
已知电机功率P =7.5kW ,转速n =960r/min,电机伸出轴端的直径d 1=38mm ,油泵轴的直径d 2=42mm ,选择联轴器型号。
浅谈风机联轴器

浅谈风机联轴器风力发电机的工作环境较为恶劣,我国主要的风能资源丰富的地区基本都处于沿海、山区和中国的西北部。
糟糕的环境对风机部件的耐蚀性能及耐冲击能力,都有很高的要求。
风力发电机组因为处于地面较高处,除了高速运转的传动系统,机组整体由于受风力影响振动,其发电机、齿轮箱、叶轮三部分的联接对中,由于各种原因,可能会造成一定偏差;这个偏差,就需要靠联轴器来进行调节。
所以,风机上联轴器的选型与装配都有严格的要求。
联轴器的选取在选择联轴器时,需考虑联轴器的机械性能是否能够合理满足风机的功率、承载能力、动力机系数等要求。
风机联轴器承受载荷的能力是选取的重要指标。
在风力发电机组中的联轴器所承受荷载主要有:叶轮通过齿轮箱所传递的扭矩;齿轮箱与发电机自身的振动所产生的振幅;联轴器自身的重力;联轴器由于种种原因使其质心或惯性主轴与其旋转轴线不重合,在运转时还将产生不平衡离心惯性力、离心惯性偶力等多样力或力偶,这些力或力偶极大的影响着联轴器的运行。
风力发电机内联轴器属于传递动力的轴系传动系统,对传动精度要求不高,但应避免选用非金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间有间隙的挠性联轴器,以免在高速旋转过程中,联轴器受到损坏。
风机联轴器所联两轴由于制造误差、安装误差、轴受载而产生的变形、基座变形、轴承磨损、温度变化(热胀、冷缩)、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。
一般情况下,两轴相对位移是难以避免的,但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向,即轴向(X)、径向(y)、角向(a)以及位移量的大小有所不同。
所以在风力发电机组中对弹性联轴器的基本要求为:· 强度高,承载能力大。
由于风力发电机组的传动轴系有可能发生瞬时尖峰载荷,故要求联轴器的瞬时最大转矩为额定长期转矩的三倍以上。
· 弹性高,阻尼大,具有足够的减振能力。
把冲击和振动产生的振幅降低到允许的范围内。
· 具有足够的补偿性,满足工作时两轴发生位移的需要。
风力发电机组选型与性能分析

风力发电机组选型与性能分析随着科技的不断发展和环境保护意识的提高,可再生能源发电逐渐成为解决能源需求和减少碳排放的重要途径之一。
风力发电作为可再生能源的重要组成部分,具有清洁、环保、可持续等特点,得到了广泛的关注和应用。
本文将对风力发电机组的选型与性能进行分析,为相关研究和应用提供参考。
一、选型要素在选择适合的风力发电机组之前,需要考虑以下几个重要要素:1. 风能资源:风能资源是风力发电的基础,对机组选型有着重要的影响。
一般来说,风能资源丰富的地区更适合安装大型风力发电机组,而风能资源较弱的地区则应选择小型或中型机组。
2. 功率需求:根据发电需求和电网接受能力,选择适当的机组功率。
过大的机组可能无法充分利用风资源,而过小的机组则无法满足发电需求。
3. 地理条件:包括地形、气候等因素。
复杂的地形和恶劣的气候条件会对机组选型产生重要影响,需要选择抗风、抗腐蚀等性能良好的机组。
4. 经济性:机组的选型还需要考虑投资成本、运维成本以及发电收益等经济性因素。
经济性评估可以通过计算投资回收期、内部收益率等指标来综合考虑。
二、机组类型风力发电机组可以分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组两大类。
1. 水平轴风力发电机组:水平轴风力发电机组是目前应用最广泛的风力发电机组类型。
根据叶片数目的不同,水平轴风力发电机组又可分为单叶片、双叶片和多叶片机组。
该类型机组结构简单、转速恒定,利用高效气动外形设计和智能控制系统,能够更好地适应风能资源的变化。
2. 垂直轴风力发电机组:垂直轴风力发电机组的叶片安装在垂直方向上,相对于水平轴机组具有更大的进风角度范围,因此适应性更强。
垂直轴机组通常由直升机翼型和椭圆翼型组成,能够更好地抵抗强风和恶劣气候条件的影响。
三、性能分析风力发电机组的性能主要包括转速特性、输出功率特性、启动速度、阵风适应性等。
1. 转速特性:转速特性是描述风力发电机组输出功率与转速之间关系的重要指标。
转速特性曲线的陡峭程度与发电机组对风能变化的适应性有关,通常希望机组在较宽的转速范围内输出稳定的功率。
联轴器的设计与选用概要

联轴器的设计与选用概要联轴器是一种用于连接两个轴的装置,它具有传递扭矩、消除轴间偏差、减震缓冲等功能。
在机械传动系统中起着重要的作用。
联轴器的设计与选用涉及到许多因素,包括传动扭矩、传动间距、轴直径、转速等,下面将对联轴器的设计与选用进行概要介绍。
一、联轴器的设计1.确定传动扭矩:传动扭矩是联轴器设计的重要参数,通常通过计算或测量得出。
在设计联轴器时,要考虑联轴器在运行过程中所承受的最大扭矩,以保证联轴器的安全工作。
2.选择联轴器的类型:根据传动系统的要求和实际应用情况,选择适合的联轴器类型。
常见的联轴器类型包括弹性联轴器、齿轮联轴器、膜片联轴器等。
不同类型的联轴器具有不同的特点和适用范围,要根据具体需求进行选择。
3.确定轴间偏差和角度偏差:轴间偏差和角度偏差会对联轴器的工作产生影响,因此在设计时需要充分考虑这些因素。
通过计算和测量来确定轴间偏差和角度偏差,并在设计联轴器时进行合理的补偿。
4.安装与维护考虑:在设计联轴器时,还需要考虑联轴器的安装和维护。
设计联轴器时要保证其易于安装和拆卸,方便维护和检修。
此外,还要考虑联轴器的寿命,并进行合理的配件选择。
二、联轴器的选用1.传动扭矩:根据传动系统的传动扭矩大小来选择联轴器的型号和尺寸。
联轴器的传动扭矩要大于等于传动系统的实际扭矩,以确保联轴器能够正常工作。
2.转速:根据传动系统的转速来选择联轴器的额定转速。
转速是联轴器选用的关键参数之一,过高的转速可能导致联轴器的损坏,过低的转速则可能导致联轴器的滑动。
3.传动间距:传动间距是联轴器选用的重要因素之一、传动间距的大小会影响联轴器的工作性能和寿命。
一般来说,传动间距越大,联轴器的弯曲应变越小,其工作性能和寿命也越好。
4.装配方式和安装环境:根据联轴器的装配方式和安装环境来选择适合的联轴器。
不同的装配方式和安装环境对联轴器的要求不同,需要根据实际情况进行合理选择。
总结起来,联轴器的设计与选用需要考虑传动扭矩、传动间距、轴直径、转速等因素。
风力发电机用联轴器和制动器.

三、联轴器在风力发电机组中,常采用刚性联轴器、弹性联轴器(或万向联轴器)两种方式。
刚性联轴器常用在对中性好的二轴的联接,而弹性联轴器则可以为二轴对中性较差时提供二轴的联接,更重要的是弹性联轴器可以提供一个弹性环节,该环节可以吸收轴系因外部负载的波动而产生的额外能量。
在风力发电机组中通常在低速轴端(主轴与齿轴箱低速轴联接处)选用刚性联轴器。
一般多选用涨套式联轴器、柱销式联轴器等。
在高速轴端(发电机与齿轮箱高速轴联接处)选用弹性联轴器(或万向联轴器),一般选用轮胎联轴器,或十字节联轴器。
(一)刚性涨套式联轴器胀套式联轴器是一种新型传动联接方式。
20世纪80 年代国际上先进工业国家、如德国、日本、美国等在重型载荷下的机械联接已广泛采用了这一新技术。
它与一般过盈联接、无键联接相比,胀套式联轴器具有许多独特的优点:制造和安装简单,安装胀套的轴和孔的加工不像过盈配合那样要求高精度的制造公差。
安装胀套也无须加热、冷却或加压设备,只须将螺栓按规定的扭矩拧紧即可。
并且调整方便,可以将轮毂在轴上很方便地调整到所需位置。
有良好的互换性,且拆卸方便。
这是因为胀套能把较大配合间隙的轮毂联接起来。
拆卸时将螺栓拧松,即可使被联结件容易地拆开。
胀套式联轴器可以承受重负载。
胀套结构可作成多种式样,一个胀套不够,还可多个串联使用。
胀套的使用寿命长,强度高。
因为它是靠摩擦传动,对被联接件没有键槽削弱,也没有相对运动,工作中不会摩损。
胀套在胀紧后,接触面紧密贴合不易锈蚀。
胀套在超载时,可以保护设备不受损坏。
Z10型胀套,适用于轴和轴上零件的联接,以传递扭矩、轴向力或两者的复合负载,其结构形式和基本尺寸按图3-8 和表3-1的规定。
胀紧联接套(以下简称胀套)的选用方法及联接尺寸1. 按照负载选择胀套1)选择胀套应满足3)在清洗干净的胀套表面和结合件的结合表面上,均匀涂一层薄润滑油(不应含二硫化钼添加剂)。
5.胀套的安装1)把被联接件推移到轴上,使其达到设计规定的位置。
联轴器的选用步骤

联轴器的选用步骤联轴器在传动系统中起着非常重要的作用,其选择对传动系统的性能和使用寿命有着至关重要的影响。
为此,在选用联轴器时,需要进行一系列的步骤和考虑一些关键因素。
本文将介绍联轴器的选用步骤和注意事项。
步骤一:确定传动参数在选用联轴器之前,我们需要了解传动系统的相关参数,包括转矩、转速、轴承间距、轴径等。
这些参数对联轴器的选型有着非常重要的影响,因此需要仔细考虑和测量。
同时,还需要了解负载的性质和工作环境的条件,例如温度、湿度和腐蚀等,以确定所需的联轴器类型和材料。
步骤二:选择联轴器类型联轴器的类型有很多,包括插销式、弹性套柱式、弹性套筒式、联轴器套等。
不同类型的联轴器适用于不同的负载和工作环境。
选择适合的联轴器类型可以提高传动系统的精度和可靠性。
•插销式联轴器插销式联轴器具有简单、可靠和易于维护的特点,适用于低转速、低功率和不要求动平衡的传动系统。
插销式联轴器的缺点是会产生轴向空隙,对传动的精度有影响。
•弹性套柱式联轴器弹性套柱式联轴器可以减少轴向空隙,具有良好的动平衡性能和吸振能力,适用于高转速、中小功率和要求精度和可靠性的传动系统。
但其也存在一定的轴向和径向刚度,导致传递扭矩和位移受到一定的限制。
•弹性套筒式联轴器弹性套筒式联轴器具有很好的刚柔性,适用于大转矩、中高转速和要求高精度、高互换性和耐磨性的传动系统。
但是其缺点是难以实现精确定位和定向,不适用于径向载荷较大的情况。
•联轴器套联轴器套一般用于小转矩、低转速和高精度的传动系统。
结构简单、价格便宜,但只适用于单向传递力矩。
步骤三:选择联轴器的材料联轴器的材料可以分为金属和非金属两种。
金属材料一般包括铸铁、钢、铝合金等,非金属材料则包括塑料、橡胶等。
材料的选择也需要根据负载和工作环境来确定,例如高温、腐蚀等特殊工况下需要特殊材料。
步骤四:检查联轴器的安装要求和维护选用联轴器后,还需要注意联轴器的安装和调整以及维护保养事项。
正确的安装可以提高联轴器的使用寿命和传动系统的可靠性和稳定性。
联轴器的选择和校核

联轴器的选择和校核联轴器的选择和校核联轴器是用来连接两轴的回转件,在传递运动和动力过程中,一起回转但不脱开的一种装置。
另外,联轴器还可能具有补偿两轴的相对位移、缓冲或者减振还有安全防护等功能。
根据联轴器的性能,可以分为刚性联轴器和挠性联轴器。
刚性联轴器或成固定式联轴器,不具有补偿性能,但有简单的结构,制造容易、不需维护、成本较低等特点,所以应用较广泛。
应根据使用要求和工作条件,确定所需联轴器的类型。
1. 选择联轴器类型时应该考虑以下几点:(1)机械的类型以及传动系统的配置情况。
(2)工作转速的高低以及由其引起的离心力的大小,比如平衡精度较高高的联轴器,一般用于高速传动轴。
(3)所需传动转矩的大小和性质以及对缓冲和减振方面的要求,包括在稳定工况下运转的最大转矩,转矩的时间特性。
(4)两轴的相对位移大小、方向。
当安装调整后,不能严格保证两轴精确对中,或两轴在工作时产生了较大的相对位移时,可选挠性联轴器。
(5)制造、安装、维护联轴器的成本,不仅要满足使用性能,也要装拆方便,成本较低、维护简单的联轴器。
(6)联轴器的可靠性,使用寿命和工作环境。
2、计算联轴器的计算转矩Tca受机器启动时的动载荷、出现在运转中的过载现象的影响,计算转矩按轴上的最大转矩。
计算计算转矩按照式子(6.1):TKTcaA =(6.1)PwT9550,n(6.2) 式中TN,mca——计算转矩,N,mT——公称转矩,r/minn——电机额定转速,KK,1.5AA——工作情况系数,参考[9]PKWw——电机的额定功率,由式(6.1)和(6.2)得;30T,9550,,1.5ca,438.52KN,m9803、联轴器型号的确定,,TT,Tcaca根据计算转矩、联轴器的类型,需要按照的条件进行选择, [T]为联n轴器的许用转矩;被连接轴的转速要求小于等于联轴器允许的最高转速。
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2 风力发电机 组对联轴器 的性能要求
2 1 工 作环 境 . 风 力 发 电机 的 _作 环 境 较 为 恶 劣 , 从 中 团 当 前 的 风 能 L 资 源 分 布 来 看 , 中 闺 现 有 的 和 即将 进 行 风 能 开 发 的地 域 , 人 致 都 处 于沿 海 、 山区 和 中 国 的 西 北 部 。沿 海 不 但 有 常 年
收稿 日期:2 1 — 2 1 回 日 :2 1 — 1 0 0 0 1 — 6修 期 0 10— 8
图3 梅花形弹性联轴 器结构样 图与实物参照
( )无 齿 隙 、 向刚 性 、 接 可 靠 、 腐 蚀 性 、 高 温 ; 1 扭 连 耐 耐
作者简 介:林 彦生 ( 9 2 ,男 ,本科 , 18 一) 机械 电子助理工程师 ,研究方 向为电气 工程及其 自动化 。
的 栽 雾 , 环 境 异 常 潮 湿 , 风 机 部 件 容 易 锈 蚀 或 盐 蚀 , 老
顺 时针和逆 时针回转特性完全相 同; ( )材质 多为磷青铜 4 和不锈钢 ,可适用于精度和稳定性要求较 高的系统 。
l
联轴器基本知识
用 来 联接 不 同机 构 中 的 两 根 轴 ( 动 轴 和 从 动 轴 ) 使 主
铝合金/ 锈钢材质 。 不
132 纹 管联 轴 器 ..波
1 1 联 轴器的作用原理及定义 .
之 共 同旋 转 以传 递 扭 矩 的机 械 零 件 。住 高速 重 载 的动 力传 动 中 ,有 些 联 轴 器 还 有 缓 冲 、 减 振 和 提 高轴 系 动 态 性 能 的 作用 。联 轴 器 r 两 半 部 分 组 成 , 分 别 与 主 动 轴 和 从 动 轴 联 f 1 接 。 一般 动 力 机 大 都 借 助 十 联 轴 器 与 T 作 机 相 联 接 。
仪 表 的 止 常 工 作 条 件 , 并对 轴 系 零 ห้องสมุดไป่ตู้ 造 成 附 加 动 应 力 , 当
:
总应 力 或 交 变 应 力 分 别 超 过 允 许 限 制 时 ,会 使 零 件 产 生破 坏 或 疲 劳 破 坏 ;存 传 动 系 统 中 , 加 入 联 轴 器 可 以有 效 的 降 低 其 同 有 频 率 , 并 可 利 用 其 阻尼 特 性 减 小 扭 振 振 幅 , 以达 到 减 振 的 效 果 。 ( )调 偏 :避 免 前 级 主 动 扭 矩 与 下 一 3 级 的 被 动 装 置 直 接 连 接 位 置 偏 移 引 发 的 线 性 偏 移 及 轴 向窜 动 ,对 整 个 传 动 系 统 造 成 不 可 恢 复 的 影 响及 破 坏 。
来 对 联 轴 器 选 用 的 标 准进 行 复核 。
关 键 词 : 联 轴 器 ; 膜 片 式 ; 扭 矩 ; 挠 性 ; 相 对 滑 动 ; 线偏 移 ; 工 况 系数
D I 1 . 9 9 Ji n1 71 3 62 . 501 O : 3 6 / .s.6 —6 9 .01 0 . o s 1 7
种 高 性 能 的金 属 强 元 件 挠 性 联 轴 器 ,广 泛 用 于 各 种 机 械 装 置 的 轴 系 传 动 ,第 二 节将 作 单独 介 绍 。其 基 本 构 造 如 。 三
151 .. 刚性 联 轴 器
( )重 晕 轻 ,超 低 惯 性 和 高 灵 敏 度 ; ( )免 维 护 , 1 2 超 强 抗 油 性 和 耐 腐 蚀 性 ; ( )无 法 容 许 偏 心 ; ( ) 多 为 3 4
图1 膜 片联轴 器安装样图
以在 通 过 联 轴 器 得 到有 效 的 缓 t 并 安 全 的传 递 到 下 一 级 ,
从 动 装 置 。 ( )减 振 : 由 于 动 力 机 的驱 动 转 矩 及 工 作 机 2 的 负 载 载 矩 不 稳 定 , 以 及 由传 动 零 件 制 造 误 差 引起 的 冲 击 和 零 件 不 平 衡 离 心 惯 性 力 引 起 的 动 载 荷 , 使 得 传 动 轴 系 在 变 载 荷 ( 期 性 变 载 荷 及 非 周 期 性 冲 载 荷 )下 动 行 产 生 周 机 械 振 动 ,这 将 影 响 机 械 的 使 用 寿 命 和 性 能 ,破 坏 仪 器 、
图2 波纹管联轴器结构图
1 3联轴器的分类及 其特点 .
( ) 膜 片 型 联 轴 器 : 由 几 组 膜 片 ( 锈 钢 薄 板 )用 1 不
◆
螺 栓 交 错 地 与 两 半 联 轴 器 联 接 ,每 组 膜 片 由数 个 薄金 属 片
叠集而成 ,膜片分 为连 杆式和不 同形状的整片式 。膜片联 轴器靠膜 片的弹性变形 来补偿所联 两轴的相对位移 ,是一
3 9
中国西 部科 技 2 1 年0 月 ( 0 1 2 中旬 ) 1 卷第0 期 总第2 8 第 0 5 3 期
( )免 维 护 、超 强 抗 油 ; ( )波 纹 管 形 结 构 补偿 径 向 、 2 3 角 向 和 轴 向偏 差 ,偏 差 存 在 的 情 况 下 也 可 保 持 等 速 作 动 , 细 了解 其 性 能 、 材质 及 工 作环 境 等 因素 。
1 2 联轴器 的特 性 . 联轴器属 于机 械通用零部件 范畴 ,用来 联接 不 同机构
中 的主 轴 从 动 轴 , 并 将 扭 矩 传 递 到 下 一级 接 收 部 件 。 以 其 传 动 目的来 看 , 其 性 能 主 要 要 求 如 下 :
( )缓冲 : 1 一级 部 件 产 牛 的 突 发 力 矩 变 冲 击 ,可
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风力发电机组的联轴器选用分析
林 彦 生
( 东粤 电石碑 山风 能开 发 有 限 公 司 ,广 东 惠 来 5 2 5 广 1 2) 5
摘
要:介 绍各种联 轴 器的性 能优点 ,根据风 力发 电机 组的特殊要 求 ,选 出最优 性 能组合 的联 轴 器 ;根据 一些 具体 案例