风力发电机组齿轮箱评估指南(1)

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1、风力发电机组齿轮箱评估指南(1)1.1本指南适用于水平轴风力发电机组（风轮扫掠面积大于或即是40ｍ２）中使用平行轴或行星齿轮传动的齿轮箱。1.2本指南根据中国船级社《风力发电机组认证规范》对风力发电机组齿轮箱的设计评估及制造检验的内容、方法及程序作出规定。2.齿轮箱的设计评估2.1送审文件当申请我社对齿轮箱进行设计评估时，设计方至少应向我社提交以下图纸及技术文件：（1）齿轮箱装配图、部件图、箱体图、传动轴和齿轮的单独部件图及附有材料数据的零件清单；（2）所有传扭零部件的强度分析报告，齿轮轴承尺寸及在功率传输过程中重要螺纹连接件的分析报告；（3）润滑系统图及有关监控装置和辅助设备资料

2、；（4）防腐技术要求；（5）采用该齿轮箱的风力发电机组的技术规格书，其中应包括对齿轮箱的技术参数要求（备查）。2.2齿轮箱的设计原则应符合本社《风力发电机给认证规范》第6.5.2条的要求。2.3齿轮箱的设计载荷（1）风力发电机组安装地点的典型载荷谱是齿轮箱计算的基础。载荷谱既可以通过丈量又可以根据本社《风力发电机组认证规范》第４章计算确定。（2）齿轮箱传扭零件在运行中，同时承受驱动力矩施加的静载荷和动载荷。动载荷取决于驱动侧（风轮）和被驱动侧（发电机）的特性，驱动部分和被驱动部分（轴和联轴器）的质量、刚度和阻尼值，以及外界条件功能在风力发电机组上的载荷。（3）当采用实测载荷谱计算时

3、，取动载荷放大因子KA＝1。（4）当采用本社规范计算载荷谱时，放大因子KA应按规范中相应规定选取。2.4齿轮箱的极限载荷（1）应按本社接受的规范／标准对轮齿进行极限状态分析，且应提供齿根抗断裂疲惫强度和齿面抗点蚀强度的计算报告。（2）应对抗断裂和抗点蚀进行静强度分析。2.5强度计算2.5.1齿轮（1）静强度计算：静强度分析应以功能于齿轮箱上的最大转矩为基础。静强度计算应按GB/T3480（或DIN3990）规定的方法进行。平安系数的选取应符合本社《风力发电机组认证规范》6.5.3条的要求。（2）疲惫强度计算：轮齿的疲惫强度分析应建立在轮齿应力分析和确定其疲惫特性（S－N曲线）基础上

4、。前者可根据载荷谱采用应力分析程序进行，后者可查有关手册或通过试验获得。疲惫损伤破坏根据线性损伤累积理论来确定。疲惫分析可按GB/T3480或DIN3990规定的方法进行。平安系数的选取应符合本社《风力发电机组认证规范》第6.5.3条的要求。2.5.2轴及其连接件（1）所有的轴均应进行疲惫强度和静强度分析。对连接件（如键、伸缩接头）一般可仅进行静强度分析。（2）静强度计算应以最大转矩为基础，其最大计算应力相对于材料的屈服点应具有大于1.1倍的平安系数。（3）疲惫强度计算应符合本社《风力发电机组认证规范》6.5.4的要求。（4）在功率传输过程中采用螺纹联接时，应按有关标准进行螺纹联接

5、强度分析。（5）如箱体要承受风轮载荷时，应对箱体进行强度或变形的有限元分析。2.5.3转动轴承（1）轴承应按GB/T6391或轴承制造商的计算指南进行计算。（2）轴承在最大载荷下的静承载能力fs系数应不小于2.0。输进轴轴承的静强度计算须计进风轮的附加静负荷。（3）轴承使用寿命采用扩展寿命计算方法进行，计算中所用的失效概率设定为10％。（4）计算寿命应不小于130000小时。2.6齿轮箱设计评估检验项目表在齿轮箱设计评估过程中，可参照以下检验项目表，逐项审查是否符合本社规范及本社接受的其它规范或标准的要求。表1送审文件项目表①设计方是否提交了下述图纸：是否备注1.齿轮箱装配图2.箱

6、体详图3.齿轮详图4.轴系详图5.轴承详图6.零部件清单（包含材料数据）7.润滑系统图8.润滑系统材料清单②设计方是否提交了下述计算书1.齿轮计算书2.轴承计算书3.轴计算书4.箱体计算书5.螺纹连接件计算书表2齿轮设计评审项目表①检查齿轮图中是否确定了下列参数：是否备注1.齿数（Z）2.螺旋角（β）3.面宽（b）4.剖面变换系数（X）5.跨距（n）7.通用压力角（αn）8.端部倒角9.边沿倒角10.剖面修正11.螺旋修正②精度及公差是否备注1.精度说明书2.精度等级3.剖面总偏差4.剖面倾斜偏差5.剖面形式偏差6.总的螺旋偏差7.螺旋斜面偏差8.螺旋形式偏差9.单螺距偏差10.总

7、累积螺距偏差11.外形尺寸公差12.螺旋公差13.轮齿表面硬度公差③齿轮材料特性1.材料形式2.合金材料3.材料等级4.热处理5.有效打磨深度6.核心硬度7.回火表面点蚀④齿轮计算书下列参数的取值是否公道？1.载荷谱2.材料等级3.轮齿精度4.表面硬度5.载荷分布系数6.动力系数7.轮齿温度8.润滑运动粘度9.润滑压力－粘度系数10.轮齿表面糙度11.寿命12.横向接触率13.轴向接触率表3轴承设计评审项目表①轴承下列参数是否符合规范要求：是否备注1.轴承寿命2.轴承