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中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司乐永祥:风机增速齿轮箱系列开发

北极星电力网新闻中心  来源:北极星风力发电网    2018/9/14 22:52:45  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2018年9月14日—15日,由江苏省可再生能源行业协会联合中国长江经济带可再生能源装备制造业产业联盟、江苏风力发电工程技术中心联合举办的“2018第十一届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛”于江苏省南京市盛大开幕。电力头条APP将对本次大会进行全程直播,如需了解更多会议直播,请联系微信号:13693626116

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中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 风电齿轮箱高级项目经理 乐永祥

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司风电齿轮箱高级项目经理乐永祥在平行会议二:低风速与分散式风电专场为大家带来的主题是:《风机增速齿轮箱系列开发》,以下为北极星风力发电网为您整理的发言实录:

大家好,很荣幸有机会跟大家汇报一下我们公司关于风机增速齿轮箱的情况。我叫乐永祥来自中车戚墅堰,从事风机增速齿轮箱的严重以及齿轮箱的开发工作。

我们是中车股份有限公司旗下的全资子公司,建于1959年,50多年来一直致力于交通装备齿轮传动系统等关键零部件的现代化,2016年公司实现销售收入53亿元。

中车戚墅堰通过技术引进、吸收,再创新完成了风电齿轮箱的研究及产业化,公司风电齿轮箱产品已新疆、内蒙、辽宁等多个风场使用,保持了良好的运行状况。我们现在除了中车的内部资产配套以外我们还有很多的合作商。

第二部分是增速齿轮箱系列开发。现在风机平台基本上就是1.5MW、2MW、2.5MW等等,我们虽然定制化的需要我们的叶片兆瓦级的叶片也是一直从60多米到现在150多米全系列的。低风速、分散式、定制化等热点出现,给风机以及关键零部件开发带来新的挑战。怎么来破解这个挑战?以至于降低他的成本和提升他的可靠性。

风机主传动链的形式,主要是两部分,一部分是直驱式的,还有一部分是带增速箱的。带增速箱的又进行一系列的划分。有我们两点支撑式,就是说我们主轴进行支撑,这样的步骤形式有助于传动链的一个紧凑设计,低成本的设计。还有一个三点式支撑,就是主轴传动链支撑,这样的设计对于整个传动链的设计可靠性和可靠度有一定的提升。还有一个早些在2兆瓦以下我们推荐的比较多的就是主轴内置式,可以实现可靠性更高的这么一个优点。还有在大兆瓦驱式下出现半直驱式。

增速齿轮箱的传动形式,从目前市场上来看主要分为两大类,一大类就是多级平行级串联,还有带行星轮系的,目前市场上主流的有一级行星向两级平行走,我公司也是深挖他的优点,我们开发了一二三三步走。还有两级行星加一级平行,他的特点是功率密度更高。还有我们刚刚介绍的两级行星加电机,他也是综合了齿轮箱加电机的紧凑性。

增速齿轮箱行星结构形式目前主流的有传统的NGW式,他的特点相对技术可靠,然后加工配套度高,还有我们NW的复合行星式,降低传动部件提升。还有差动行星式,用于提高他的功率分流与功率密度,这种可以减少尺寸,但是带来的就是他的加工制造非常复杂,对他的可靠性提升有很大的难度。

在行星传动里面我们实现了全行星轮技术还有柔性销技术,可以有效提升我们行星传动的系数,进一步提高齿轮箱的功率密度。同时我们一直在进行行星轮结构的研究,有短圆柱滚子轴承式,还有O型圆锥滚子轴承式、无外圈集成式、滑动轴承式,可以有效提升研究项的可靠性。他的箱体形式主要是一体式,他的钢度很好,受温度影响小,但是他有一个非常大的弱点就是他的维护和装配组装丰富困难。我们公司也是开展了上下箱式还有前后箱式,统筹考虑他的组装难度还有风机的运维可靠性。

我们致力于风机增速箱系列开发来破解我们分散式、低风速以及低效率的问题。

第三部分是我们推出的2.X MW产品开发介绍,一个是设计方案还有实验论证。参数的简介,我们针对的是2.2还有2.3MW提出的,风轮直径是131m,额定输入转速是12.17或者12.68rpm,额定输入转矩是1725或者1932K。他的1.2轴系布置形式是一级行星+二级平行轴,123布置。轮系形式是斜齿轮,4行星轮NGE行星传动。合箱形式是上下分箱。我们采用了传统的技术方案,从低成本的角度讲,因为这款我们2.5以上的平台都是两级平行轴加一级行星对于2.2和2.3介于两者之间这个方案就比较关键。从两种方案来讲,一级行星+二级平行轴的方案会有明显的区别。

我们根据我们的优化我们可以适当的成本比传统的可以降低10%,通过这个案例我想对后面我们更大兆瓦机型来讲,我们原来的两级行星的方案有每年在3兆瓦也采用一级行星的低成本的方法,我想跟我们主机厂商传动力的设计还是有很大希望的。

同时我们是(英文)设计,利用了我们一个RomaxWind分析平台,我们进行了一个动力学分析,主要是用齿轮轮系、轴系优化技术,控制和避免共振、拍振响应。

第二部分就是试验验证,我们进行22个试验项点进行试验。加载试验我们背靠背背点试验台。在室温的环境达到35的条件下我们轴承的最高温度在69.66。还有一个比较关键的就是我们齿轮箱的效率测试,我们会用联轴器的效率,为0.997,这款齿轮箱的效率在97.9%左右,还有一个齿根应变测试,均载系数可以达到1.07,他的要求是1.25。我们还会进行一个齿轮拆箱的一个接触检查,我们是通过一级行星能的接触,以及第二级和第三级的平行轴的接触,我们接触斑点有效轮面高度均大于80%或者90%。我们的齿轮箱是严格满足了GL的要求以及IEC的要求,还有ISO的要求还有ANSI/AGMA/AWEA以及国标的要求。

第四部分的总结,中车戚墅堰所完成的风电齿轮箱的技术引进消化销售样机研制小批量批量生产到批量生产的跨越,目前已具备雄厚的风电齿轮向研发的制造能力,能为用户提供不同的需求定制设计风电齿轮箱。

谢谢大家。

(发言为电力头条APP根据速记整理,未经本人审核)

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