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风电机组齿轮箱保护方案

2012-07-20 15:37
水墨黯月
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  基于最新的研究成果和在此领域多年的设计经验,PowerWind工程师使用现代模拟方法,例如多体模拟和通过有限元对整个传动链进行非线性计算,成功开发了一种新的齿轮箱和轴承保护方案。

  重点放在主机架的优化和齿轮箱支撑的改进。实现了以下几个关键的子目标:

  。控制主要的齿轮箱载荷

  。减少次要的齿轮箱载荷

  。改进主机架的承载特性

  3 控制主要的齿轮箱载荷

  所谓主要载荷是指直接影响风电机组的载荷,这些载荷由转子传递的风能产生。转子载荷必须要传递给塔架并最终到达基础—无论传动链是传统的带主轴和主轴承的方案还是转子后直接连接齿轮箱的方案。除了发电所需要的扭矩,风还会持续产生方向不断改变的弯矩和剪切力,风电机组必须吸收并承受这些载荷。.这些多余的载荷要比用于发电的扭矩载荷高出许多倍。

  多年以来,Allianz技术中心一直定期举行“专家日”活动,研究与风电机组齿轮箱有关的各种载荷及其损坏形式。这些”专家日”形成的文章概括了对常用的三点支撑传动链(图1)的研究成果。

  主轴轴承和两个扭力臂支撑用来吸收转子载荷。但载荷在传递到扭力臂支撑之前,不得不先从主轴进入齿轮箱,并在齿轮箱内部传输。齿轮箱实际上相当于第二个主轴轴承。对于这种方案,主轴的动态大幅运动和变形直接传入齿轮箱。如果设计有缺陷并且轴承游隙不足,会导致齿轮传动系统出现无规律的受载损坏特征。为了防止这一主要载荷危害齿轮箱,在主轴上使用第二个主轴承,以最有效的方式确保承载安全《图2)。

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