張合超

摘要：本文對風齒輪電箱高速軸動載下的強度進行了簡單的分析，指出了風電齒輪箱中高速軸在啟停時容易損壞的原因。并經(jīng)過分析，提出了相應的諸如對齒輪件進行精加工、進行優(yōu)化設計等改進措施。希望能通過本文的研究，對于風電齒輪箱的設計改進提出有意義的建議。

關鍵詞：風電齒輪箱；高速軸；承載強度分析；改進措施

1.風電齒輪箱高速軸動載下強度分析

由于高速軸是風電齒輪箱中連接負載最重要的零件，相對于其他零件來說，因其循環(huán)次數(shù)最大，更容易受到損壞。因此，我們分析了風電齒輪箱中高速軸動載下，不同時間段內(nèi)受的承載拉力。當承載拉力最大時，風電齒輪箱中高速軸損壞的可能性越大。而我們發(fā)現(xiàn)在風電齒輪箱啟動加速時段，承載拉力最大，此時對高速軸也會造成較大的沖擊。就如同剛打開的電燈最容易被燒毀一樣，風電齒輪箱在剛剛啟動加速的時段也會極其容易發(fā)生故障。此外，在風電齒輪箱剎車減速時，承載壓力也相對較大，減速時造成的沖擊也較大。因此應該避免在這兩個時段所對應的頻率下工作。而風電齒輪箱頻繁的啟停運轉，也會造成風電齒輪箱高速軸承受很高的壓力，以至于造成風電齒輪箱的損壞。頻繁的啟停運轉也是造成風電齒輪箱高速軸發(fā)生疲勞損壞的最主要的原因。風電齒輪箱結構如圖1。

2.關于風電機組齒輪箱的強度提升的改進措施

以上分析了風電機組齒輪箱中高速軸容易發(fā)生故障的原因，經(jīng)過我們的分析，以及對于各項數(shù)據(jù)的研究整理。提出了以下關于風電機組齒輪箱強度提升的切實可行的改進措施，如表1。

2.1對風電機組齒輪箱進行優(yōu)化設計

對于整個風電機組齒輪箱各個零部件來說，高速軸是一個極容易受到工作磨擦而損壞的元件。因此，首先要保證高速軸是可以拆卸替換的。一部分風電機組齒輪箱為了減少生產(chǎn)時的成本，而且為了生產(chǎn)方便，便使得高速軸不能夠進行拆卸，這使得在對于風電機組齒輪箱進行維護過程中，一旦發(fā)現(xiàn)高速軸產(chǎn)生了故障，便只能對于整個風電機組齒輪箱進行下塔維修。這大大的增加了維修的難度，提升了維修運營的成本，也增加了維修的時間。而隨著風電機組齒輪箱的運用日益廣泛，很多大型風電機組齒輪箱不便進行大幅度的維修以及改進，因此要安裝可以拆卸的高速軸套件。

風電機組齒輪箱的螺栓也是經(jīng)常容易受到磨損的，因此要及時地對各個螺栓進行更換以及維修處理。而對于風電機組齒輪箱容易造成的脫漆現(xiàn)象，可以在設計時通過增加涂漆表面的粗糙程度來增加油漆的附著力度，避免脫漆現(xiàn)象的發(fā)生。在風電機組齒輪箱的焊接過程中，也應該保證焊接工作的工作質量，以避免發(fā)生零件斷裂的現(xiàn)象。

2.2提高風電機組齒輪箱的加工精度

風電機組齒輪箱在風力發(fā)電的過程中占據(jù)著十分重要的作用，因此相關部門要保證風電機組齒輪箱具有較高的加工質量。在對于風電機組齒輪箱的加工過程中，首先要保證風電機組齒輪箱的設計的合理性。其次要保證風電機組齒輪箱的合格率。而保證風電機組齒輪箱合格率最大的要求就是提高風電機組齒輪箱的加工精度，在風電機組齒輪箱中各部件的加工質量上盡量達到傳動需求的最高水準。盡量采用較為先進的科學技術以及加工手段，降低風電機組齒輪箱各個零部件之間的摩擦，降低風電機組齒輪箱運行的噪音等。對于齒輪的設計，應該進行適當?shù)凝X形、齒向處理，來提升風電機組齒輪箱運行的平穩(wěn)度，提升其使用的壽命。要使得風電機組齒輪箱能夠具有更長的壽命，這就需要相關的風電機組齒輪箱加工工廠首先要保證設計以及各個零部件的成本，在成本預算之內(nèi)，盡量采用更加合理的加工處理方法以及對于各個零部件進行合理的改進。不要一味的追求通過降低成本來增加工廠的利潤，這是需要廣大生產(chǎn)商自主注意的方面。

2.3對于風電機組齒輪箱進行定期的檢查以及維護

風電機組齒輪箱由于經(jīng)常的運轉，因此各個零件之間經(jīng)常摩擦而造成損壞。倘若這些問題不能夠被及時的發(fā)現(xiàn)以及解決，便容易造成更大的損失。嚴重的甚至會影響整個機組的運轉。因此相關部門應該對于風電機組齒輪箱進行定期的檢查以及維護工作，更換掉腐蝕損壞的零部件。重點對于受磨損比較嚴重的螺栓，以及受壓力影響較大的高速軸等零部件進行充分的檢查。

3.總結

本文通過運用物理學的原理對風電機組齒輪箱高速軸動載下的強度分析，指出了在開啟以及剎車時風電機組齒輪箱容易發(fā)生故障。并經(jīng)過對于故障的具體分析，對于風電機組齒輪箱的優(yōu)化改進提出了一些建議。希望相關部門能夠不斷的改進技術，實現(xiàn)風電機組齒輪箱高效快速的運轉。

參考文獻

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（作者單位：南京高速齒輪制造有限公司）