筋的位置须与引起箱体变形的作用力的方向相一致。 箱体的应力情况十分复杂且分布不匀,只有采用现代计算方法,如有限元、断裂力学等方法辅以摸拟实际工况的光弹实验,才能较为准确地计算出应力分布的状况。利用计算机辅助设计,可以获得与实际应力十分接近的结果。 采用铸铁箱体可发挥其减振性,易于切削加工等特点, 适于批量生产。常用的材料有球墨铸铁和其他高强度铸铁。用铝合金或其他轻合金制造的箱体,可使其重量较铸铁轻20%~30%, 但从另一角度考虑,轻合金铸造箱体,降低重量的效果并不显著。这是因为轻合金铸件的弹性摸量较小,为了提高刚性,设计时常须加大箱体受力部分的横截面积,在轴承座处加装钢制轴承座套,相应部位的尺寸和重量都要加大。目前除了较小的风电机组尚用铝合金箱体外,大型风力发电齿轮箱应用轻铝合金铸件箱体已不多见。 单件、小批生产时,常采用焊接或焊接与铸造相结合的箱体。为减小机械加工过程和使用中的变形,防止出现裂纹,无论是铸造或是焊接箱体均应进行退火、时效处理,以消除内应力。 为了便于装配和定期检查齿轮的啮合情况,在箱体上应设有观察窗。机座旁一般设有连体吊钩,供起吊整台齿轮箱用。 箱体支座的凸缘应具有足够的刚性,尤其是作为支承座的耳孔和摇臂支座孔的结构,其支承刚度要作仔细的核算。为了减小齿轮箱传到机舱机座的振动,齿轮箱可安装在弹性减振器上。最简单的弹性减振器是用高强度橡胶和钢垫做成的弹性支座块,合理使用也能取得较好的结果。 箱盖上还应设有透气罩、油标或油位指示器。在相应部位设有注油器和放油孔。放油孔周围应留有足够的放油空间。采用强制润滑和冷却的齿轮箱,在箱体的合适部位设置进出油口和相关的液压件的安装位置。 齿轮和轴的结构 风力发电机组运转环境非常恶劣,受力情况复杂,要求所用的材料除了要满足机械强度条件外,还应满足极端温差条件下所具有的材料特性,如抗低温冷脆性、冷热温差影响下的尺寸稳定性等等。对齿轮和轴类零件而言,由于其传递动力的作用而要求极为严格的选材和结构设计,一般情况下不推荐采用装配式拼装结构或焊接结构,齿轮毛坯只要在锻造条件允许的范围内,都采用轮辐轮缘整体锻件的形式。当齿轮顶圆直径在2倍轴径以下时,由于齿轮与轴之间的连接所限,常制成轴齿轮的形式。 为了提高承载能力,齿轮、轴一般都采用合金钢制造。外齿轮推荐采用20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA 等材料。内齿圈和轴类零件推荐采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料。采用锻造方法制取毛坯,可获得良好的锻造组织纤维和相应的力学特征。合理的预热处理以及中间和最终热处理工艺,保证了材料的综合机械性能达到设计要求。 齿轮箱内用作主传动的齿轮精度,外齿轮不低于5级GB/T10095,内齿轮不低于6级GB/T10095。通常采用最终热处理的方法是渗碳淬火,齿表面硬度达到HRC60+/-2,具有良好的抗磨损接触强度,轮齿心部则具有相对较低的硬度和较好的韧性,能提高抗弯曲强度,而通常对齿部的最终加工是采用磨齿工艺。 加工人字齿的时候,如是整体结构,半人字齿轮之间应有退刀槽;如是拼装人字齿轮,则分别将两半齿轮按普通圆柱齿轮加工,最后用工装将两者准确对齿,再通过过盈配合套装在轴上。 齿轮加工中,规定好加工的工艺基准非常重要。轴齿轮加工时,常用顶尖顶紧两轴端中心孔安装在机床上。圆柱齿轮则利用其内孔和一个端面作为工艺基准,用夹具或通过校准在机床上定位。 在一对齿轮副中,小齿轮的齿宽比大齿轮略大一些,这主要是为了补偿轴向尺寸变动和便于安装。为减小轴偏斜和传动中弹性变形引起载荷不均匀的影响,应在齿形加工时对轮齿作修形处理。
齿轮与轴的联接 平键联接 常用于具有过盈配合的齿轮或联轴器与轴的联接。 花键联接 通常这种联接是没有过盈的,因而被联接零件需要轴向固定。花键联接承载能力高,对中性好,但制造成本高,需用专用刀具加工。 过盈配合联接 过盈配合联接能使轴和齿轮(或联轴节)具有最好的对中性,特别是在经常出现冲击载荷情况下,这种联接能可靠地工作,在风力发电齿轮箱中得到广泛的应用。利用零件间的过盈配合形成的联接,其配合表面为圆柱面或圆锥面(锥度可取1:30~1:8)。圆锥面过盈联接多用于载荷较大,需多次装拆的场合。 胀紧套联接 利用轴、孔与锥形弹性套之间接触面上产生的摩擦力来传递动力,是一种无键联接方式,定心性好,装拆方便,承载能力高,能沿周向和轴向调节轴与轮毂的相对位置,且具有安全保护作用。国家标准GB5867-86对其所推荐的四种胀紧套的结构形式和基本尺寸作了详细的规定。 齿轮箱中的轴按其主动和被动关系可分为主动轴、从动轴和中间轴。首级主动轴和末级从动轴的外伸部分用于安装半联轴器,与风轮轮毂或电机传动轴相连。为了提高可靠性和减小外形尺寸,有时将半联轴器(法兰)与轴制成一体。 轴上各个配合部分的轴颈需要进行磨削加工。为了减少应力集中,对轴上台肩处的过渡圆角、花键向较大轴径过渡部分,均应作必要的处理,例如 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
Tags:
|