风机齿轮箱的结构.
SL风力发电机组齿轮箱总结
华锐风电科技有限公司
装配位置
低转速
将低转速的动能转 化为高转速的动能
需要高 转速
叶轮
齿轮箱
发电机
一. 齿轮箱的概况
1). 安装于主机架内 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1/2 后端通过联轴器 与发电机相连
前端通过法兰 与风轮相连
空心轴
油位
减振减噪 装置
双臂整体 式行星架
单臂式 行星架
涨紧套
2.1 箱体部分
箱体：
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。
3.1.2 润滑与冷却系统的组成
过滤网 压差继电器
调速阀
压力继电器 溢流阀
3.1.3 各部件的功能作用
压差继电器：是一种受两个压力之差作为信号控制的电器开关，泵 单元中采用24VDC/2bar压差继电器 ，当粗滤网前端和精滤网后端 的压差超过2bar时，压差继电器闭合使执行元件动作，从而使得绿 线管路导通，起到安全保护的作用，同时发送故障信号。 压力继电器：是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元 件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号给系统。
双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构
双馈式风电齿轮箱结构主要由以下几个部分组成：
1. 大轴：即主轴，其上装有风机的叶片，风力通过叶片驱动主轴旋转。
2. 小轴：即发电机轴，与主轴通过齿轮传动相连接，将旋转的动力传递给发电机。
3. 中间轴：位于主轴和发电机轴之间，通过齿轮传动将风机的旋转速度和发电机的旋转速度进行匹配，以提高效率。
4. 齿轮：由多个齿轮组成的传动装置，可根据需要进行多级齿轮传动。
5. 润滑系统：用于齿轮箱的润滑和冷却，以确保齿轮运转平稳和寿命延长。
6. 安全装置：包括齿轮箱温度、压力、震动等传感器，以及相应的监控和报警系统，用于监测齿轮箱的运行状态，并在异常情况下及时采取措施。
双馈式风电齿轮箱结构相对复杂，但在风力发电行业中得到广泛应用。
其主要特点是能够根据风机转速的变化对发电机进行调速，提高发电效率；同时，由于齿轮传动系统的存在，使得双馈式风电齿轮箱具有较高的承载能力和较长的使用寿命。
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。
风机齿轮箱的结构和原理
风机齿轮箱的结构和原理风机齿轮箱是一种常见的机械传动装置，广泛应用于风力发电、工业通风和空调系统等领域。
它的结构和原理决定了其在能量转换和传递中的重要作用。
一、结构风机齿轮箱通常由输入轴、输出轴、齿轮和轴承等组成。
输入轴通过连接装置与动力源相连，输出轴则将转动能量传递给风机或其他设备。
齿轮是风机齿轮箱的核心部件，通过齿轮的啮合传递转动力和扭矩。
轴承则支撑和定位齿轮和轴的运动。
二、原理风机齿轮箱的工作原理基于齿轮的啮合和传动。
当输入轴带动第一级齿轮旋转时，齿轮的齿与相邻齿轮的齿相互啮合，从而使相邻齿轮一同旋转。
这样，通过多级齿轮的传动，输入轴的转速和扭矩可以被放大或减小，并传递给输出轴。
风机齿轮箱的传动比决定了输入轴和输出轴的转速之间的关系。
传动比等于输出轴转速与输入轴转速的比值，可以通过齿轮的齿数比来确定。
例如，如果一个齿轮有20个齿，而另一个齿轮有40个齿，那么传动比就是2:1，即输出轴的转速是输入轴的两倍。
风机齿轮箱的设计考虑了多个因素，如扭矩传递、转速范围、噪音和效率等。
为了提高传动效率和减少噪音，齿轮通常采用精密加工和润滑。
此外，轴承的选择和布局也对齿轮箱的性能和寿命有重要影响。
在实际应用中，风机齿轮箱还可能配备其他附件，如冷却系统、油封和传感器等，以确保其正常运行和监测。
冷却系统可以降低齿轮箱的温度，提高其工作效率和寿命。
油封则用于防止润滑油泄漏，保持齿轮箱的润滑状态。
传感器可以监测齿轮箱的转速、温度和振动等参数，及时发现故障并采取相应措施。
风机齿轮箱的结构和原理使其成为能量转换和传递的重要装置。
通过合理的设计和制造，风机齿轮箱可以实现高效、可靠的传动，满足不同领域的需求。
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。
风电齿轮箱结构原理及维护知识
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类： 按载荷方向：向心轴承、推力轴承 按滚动体形态：球轴承 滚子轴承：圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子 滚针
一、齿轮箱基本认识 3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 满圆柱滚子轴承； 圆柱滚子轴承； 调心滚子轴承； 圆锥滚子轴承； 四点接触球轴承；
一、齿轮箱基本认识
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 3）单级行星（半直驱） 目前我公司有的型号： FLD1500F
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
4）两级行星 目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750 该结构常见于Renk系列， 重点在于齿圈输入，行星 轮轴通过轴承连接到箱体 上，该结构的好处就是行 星齿轮上轴承外圈与箱体 连接，改进了轴承工作环 境，增加了轴承的使用寿 命；但不足是该结构加工 精度和装配要求高
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 圆柱滚子轴承：
圆柱滚子与滚道为线接触轴承 。负荷能力大，主要承受径向 负荷。滚动体与套圈挡边摩擦 小，适于高速旋转。根据套圈 有无挡边，可以分有NU、NJ 、NUP、N、NF等单列轴承， 及NNU、NN等双列轴承。该 轴承是内圈、外圈可分离的结 构。内圈或外圈无挡边的圆柱 滚子轴承，其内圈和外圈可以 向轴向作相对移动，所以可以 作为自由端轴承使用。在内圈 和外圈的某一侧有双挡边，另 一侧的套圈有单个挡边的圆柱 滚子轴承，可以承受一定程度 的一个方向轴向负荷
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮失效的主要形式： 3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质
浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法
浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法摘要：随着科技的不断发展，齿轮箱相关技术也在不断完善，混沌诊断识别法、油液分析法以及振动法等都是较为有效的故障诊断方式。
齿轮箱内部的诸多零部件，如轴承、齿轮、轴等，在齿轮运转的过程中都会以一定的频率振动，在这种情况下，点蚀就会出现在轴承上，或者由于一些其他因素，如磨损、高温等都会对轴承产生影响，不仅会造成轴承的过度消耗，还会抑制发电机组的运转。
故而，针对风力发电机组齿轮存在的故障展开分析与检测具有重要的现实意义。
关键词：风力发电机；齿轮箱；常见故障分析；检测前言：近些年来，我国风力发电范围不断增加，但是风电机组齿轮箱仍然存在一定的故障，影响了风电机组的正常运转。
为了有效降低风电机组的故障率，必须要做好风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断，并探索可行的防控举措，进而保障风力发电机组齿轮箱的正常运行。
1风力发电机组齿轮箱结构轴承、传动部件、箱体以及润滑系统是齿轮箱的主要结构组成。
对于传动部件而言，其中同样有较多组成部件：输入轴、中间轴、输出轴、内齿圈、行星轮、行星架等。
齿轮箱会根据不同的使用需求采用不同的动力传动方式，主要有三类，分别为行星齿轮传动、定轴齿轮传动以及二者结合的组合传动。
齿圈轴通过箱体的支撑可以为输出轴提供叶轮的转动力，所以箱体必须要有较高的强度才可以承受住来自设备内外的载荷。
2齿轮箱故障分析方法齿轮箱含有较多零部件，其故障原因通常较为复杂，这就对工作人员的水平提出了较高的要求，工作人员不仅要具备较高的技术能力，还要在故障排查工作中足够细心，对转轴弯曲、轴面磨损、点蚀、共振等加以分析。
在深入了解故障特征的过程中，故障分析标准也是不可或缺的内容，工作人员应当根据相关标准采用合适的方法，最大程度地将振动过程中的数据收集起来，并且要对其中的重要参数如时域峰值、平均振动能量进行分析，这样才可以精确找到齿轮箱的故障问题所在。
频谱分析方法，实际上就是要求工作人员在齿轮箱振动过程中准确检测齿轮的外环固有频率、加速度信号以及啮合频率，通过这些参数来确定齿轮箱的问题。
风电齿轮箱
偏航系统： 为了让叶轮能自然地对准风向,通常风机都会采用 调向装置, 对大型风力发电机组而言, 一般采用的 是电动机驱动的风向跟踪系统。
偏航系统： 整个偏航系统由电动机及减速机构、偏航调节系 统和扭缆保护装置等部分组成。偏航调节系统包 括风向标和偏航系统调节软件。
煤炭，在我国一次能源的生产和消费中占70% 的份额，在电力构成中占80%的份额。而目前 一般我们能看到的是燃煤造成的大气污染问 题，高居不下的煤炭价格所给我们带来的市 场压力问题，以及铁路煤炭运输不堪重负的 压力等。但是从我国已探明的可采储量的 1900亿吨这一数字说明，中国煤炭可开发利 用的时间大约仅能维持到2050年前后。
第二章 风能开发的意义
全球风能总量有多大？ 全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能 2×710MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 我国风能总量有多少？ 我国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦，其中 实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦。而据估计， 中国近海风能资源约为陆地的3倍，所以，中国可开发风 能资源总量约为10亿千瓦。其中青海、甘肃、新疆和内蒙 可开发的风能储量分别为1143万千瓦、2421万千瓦、3433 万千瓦和6178万千瓦，是中国大陆风能储备最丰富的地区。
石油和天然气，石油的生产占一次能源的构成约17% 左右，占一次能源的消费23%左右，说明我国石油资 源自己供给的能力严重不足，已连续三年进口原油 和成品油的数量超过1亿吨，是列美国之后的第二进 口大国，中国石油探明可采储量为30几亿吨。所以 要维持国内经济持续发展，长期依赖进口石油的局 面是无法改变。而从国际上看原油已逐渐成为一个 政治名词，因为谁对原油的控制力强，谁的发展前 景就光明。当然石油的开采终有资源枯竭的一天， 专家预测从全世界的范围看2050年前后将枯竭。天 然气在我国一次能源的生产和消费中虽然占有8%左 右的比重，而天然气作为工业化工的重要资源，我 国不可能期望用天然气来发电。
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企业生产实际教学案例：
风力发电机组主齿轮箱
案例说明
一相关岗位名称●风电机组装配工人
●风力风电机组安装工艺工程师●风力发电机组运行检修工程师
二相关职业技能●掌握齿轮箱的基本结构和变速原理●掌握行星级和平行级的特点
三案例背景介绍
本案例采取图文并茂的形式介绍了风力发电机组主
齿轮箱的内部结构，着重介绍了行星级的结构，并辅以动
画的形式，轻松攻克讲解中的难点，让学员愉快轻松的掌
握单纯用语言难以描述的实际工业结构。
案例陈述
齿轮箱是风力发电机的重要组成部分，在风力发电机中应用着多个齿轮箱，主要有风力机增速齿轮箱，偏航驱动电机齿轮箱，变桨驱动电机齿轮箱三种。
由于风力机风轮转速较低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转。
而普通发电机转速高，二极三相交流发电机转速约每分钟3000转，四极三相交流发电机转速约每分钟1500转，六极三相交流发电机转速约每分钟1000转，这么大的转速差别，风轮只有通过齿轮箱增速才能使发电机以额定转速旋转，增速比一般为几十倍至一百多倍。
目前大多数风力机采用齿轮箱增速，齿轮箱是风力发电机主轴传动中的主要部件，通常在风力发电机中指的齿轮箱就是主轴增速齿轮箱。
齿轮变速主要有两种形式，一种是圆柱齿轮变速，一种是行星齿轮变速。
行星齿轮变速具有增速比大、承载能力高、体积小，重量轻、输入输出轴在同
一轴线上，非常适合风力发电机增速使用，本课件介绍行星齿轮变速的原理与结构。
图1--行星齿轮系
图1是一个行星齿轮机构示意图，机构由行星轮、齿圈、太阳轮、行星架组成，太阳轮与齿圈共一轴线，3个行星轮的轴固定在行星架上，行星架的轴线与太阳轴线轮重合。
行星齿轮可绕自己的轴线转，又可随着行星架一起绕行星架轴线旋转，行星齿轮即既有自转又有公转。
通过固定行星架、齿圈、太阳轮之中的任一个，就可得到不同的传动变比，本课件介绍最常用的一种，即固定齿圈的结构。
下面通过5张图片介绍一个单级行星齿轮箱模型的结构与组成，每张图片有两张图从两个角度分别显示部件的结构与组成。
图2是行星架的结构图，行星架呈盘状，盘上固定3个轴，按120度分布，相互平行。
行星架的转轴安装在轴承内，转轴另一端是低速轴法兰，连接风轮主轴。
图2--行星架
3个行星齿轮安装到行星架的3个行星齿轮轴上，见图3，每个行星齿轮可绕自己的轴自由旋转。
把行星架通过轴承安装到行星齿轮箱前端盖（行星齿轮机座）内，并在前端盖内圈安装齿圈，齿圈有内齿，能与行星齿轮很好的啮合，当行星架转动时，行星齿轮沿齿圈内圆齿滚动。
见图4，图中端盖被剖去1/4。
图3--行星齿轮
图4--行星齿轮与齿圈
太阳轮的轴是高速端输出轴，把太阳轮放入行星齿轮中间，太阳轮的齿可与所有行星齿轮的齿很好的啮合，见图5。
图5--行星齿轮机构
把后端盖与前端盖合拢安装，在后端盖中间有轴承，用来安装太阳轮轴（高
速输出轴）。
一个单级行星齿轮箱模型组装完毕，见图6。
图6--行星齿轮箱
这种结构的行星齿轮系的变比I为：
本例行星齿轮箱的变比是4，当低速轴转动1周时，高速轴转动4周。
由于齿轮结构限制，这种传动方式的单级行星齿轮变比在8以下较合适。
下面请观看单级行星齿轮运转动画，为清晰演示运行状态把不同零件用不同颜色表示。
左面是行星齿轮箱的运转动画；右面是行星齿轮系的运转动画，两动画同步运转。
右边动画中黄橙色长箭头是行星架的转动指针，浅紫色色短箭头是太阳轮的转动指针，2个指针更清楚的演示了齿轮系的运行与变比。
注：由于浏览器动画播放帧频远低于动画原频，会出现太阳轮反转假象，把动画下载用电脑上其他动画播放器播放能还原真实状态。
单级行星齿轮运转动画.flv
单级行星齿轮增速箱多用在半直驱风力发电机组中。
对于多数风力发电机
采用高变比的齿轮增速箱，图7是从网上转载的齿轮箱内部结构图，第一级行星齿轮机构的输出连接第二级行星齿轮机构的行星架，第二级行星齿轮机构的输出采用一个大直径齿轮带动小齿轮继续增速，齿轮采用斜齿使传动更平稳。
适当的设计可得到百倍以上的变比，但过高的增速比会使传动效率下降。
图7--多级齿轮增速机构
风力发电机齿轮箱的中心转轴都是管状空心的，一根通管一头联接低速轴，另一头通到齿轮箱另一面外端，是变桨机构的机械驱动装置或电力线路、信号线路、油管等的通道。
图8是两张从网络上下载的风力发电机齿轮箱照片。
图8--风力发电机齿轮箱。