风力发电机组齿轮箱评估指南(1)论文

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等于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：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； 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；

（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。载荷谱既可以通过测量又可以根据本社《风力发电机组认证规范》第４章计算确定。

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，以及外界条件作用在风力发电机组上的载荷。

（3） 当采用实测载荷谱计算时，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劳强度和齿面抗点蚀强度的计算报告。

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齿轮静强度计算：静强度分析应以作用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。安全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。

疲劳强度计算：轮齿的疲劳强度分析应建立在轮齿应力分析和确定其疲劳特性（S－N曲线）基础上。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。

疲劳损伤破坏根据线性损伤累积理论来确定。疲劳分析可按GB/T3480或DIN3990规定的方法进行。

安全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 轴及其连接件所有的轴均应进行疲劳强度和静强度分析。

对连接件（如键、伸缩接头）一般可仅进行静强度分析。 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倍的安全系数。

（3） 疲劳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 滚动轴承轴承应按GB/T6391或轴承制造商的计算指南进行计算。

轴承在最大载荷下的静承载能力fs系数应不小于2.0。输入轴轴承的静强度计算须计入风轮的附加静负荷。

（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