风力发电齿轮箱国产化的材料、工艺和结构研究

由于化石能源短缺日趋严重和环保意识的不断加强,风能具备可持续性和清洁性,所以近年来世界风力发电高速发展,我国自八十年代开始大功率风力发电技术引进以来,从欧美等多个国家进口了数百套机组,国产化工作取得了重大成果。但前期的国产化机组经过一段时间的运行,也暴露了一些问题,如增速箱的可靠性较差,大部分齿轮箱运行不足三年均由于齿轮、轴、轴承等关键件的失效导致停机大修,对风电场和制造商均造成了较大的损失,分析其原因有以下几种: 1、国内国外的风况不同。 2、国内风电场的使用保养水平较差。 3、国内厂家的原材料、制造和安装水平较差。 4、以上原因都有。 因此,进口齿轮箱和前期国产化(测绘)齿轮箱不适合我国国情。 本文简要介绍了风能的特点和现代风力发电的现状和技术发展趋势,比较了国外同类产品的特点,并对引进的和前期国产齿轮箱的失效进行较详细的分析和计算,总结了一些共性的原因,如齿轮箱润滑不良问题,风电机缉在紧急制动过程中和制动后风轮的摆动对齿轮和轴都产生过载作用,一方面分析了制造过程对齿轮寿命和可靠性的影响,并针对工厂的实际情况,对原材料和主要工艺过程进行了设计:另一方面在结构设计上提出改进方案。 在一定的设计和使用条件下,齿轮的寿命是由原材料和工艺过程决定的,国产化改变了材料和工艺过程,我国风电齿轮箱的使用工况与国外不尽相同,因此光靠测绘和模仿不能解决可靠性的问题,应该从结构实设计的完善和制造工艺水平的提高上解决可靠性问题,制造工艺水平的提高包括钢材的质量水平,此方面不受齿轮箱制造商的控制,所以齿轮的设计、计算过程中要根据各自的制造、管理水平进行,不能完全按国外的要求进行,在计算过程中,要对国标或其他计算公式进行修正。