齿轮箱应用范围广泛,例如在风力发电机组中的应用,齿轮箱是在风力发电机组中应用很广泛的一个重要的机械部件。其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。
齿轮箱根据单元结构模块化设计原理,大大的减少了零部件种类,适合大规模生产及灵活多变的选型。减速器螺旋锥齿轮、斜齿轮均采用合金钢渗碳淬火,齿面硬度高达60±2HRC,齿面磨削精度高达5-6级。
使齿轮箱满足狭小空间的安装要求,也可按客户需求供货。其体积比软齿减速箱小1/2,重量减轻一半,使用寿命提高3~4倍,承载能力提高8~10倍。广泛应用于印刷包装机械、立体车库设备、环保机械、输送设备、化工设备、冶金矿山设备、钢铁电力设备、搅拌设备、筑路机械、制糖工业、风力发电、扶梯电梯驱动、船舶领域、轻工领域、造纸领域、冶金行业、污水处理、建材行业、起重机械、输送线、流水线等大功率,大速比,高扭矩的场合。具有良好性价比、有利于国产化设备的配套。
与其它工业齿轮箱相比,由于风电齿轮箱安装在距地面几十米甚至一百多米高的狭小机舱内,其本身的体积和重量对机舱、塔架、基础、机组风载、安装维修费用等都有重要影响,因此,减小外形尺寸和减轻重量显得尤为重要。同时,由于维修不便、维修成本高,通常要求齿轮箱的设计寿命为20年,对可靠性的要求也极其苛刻。
500kw~1000kw常见结构有2级平行轴+1级行星和1级平行轴+2级行星传动两种形式;兆瓦级齿轮箱多采用2级平行轴+1级行星传动的结构。由于行星传动结构相对复杂,而且大型内齿圈加工困难,成本较高,即使采用2级行星传动,也以NW传动形式为常见。
由于对轴承要求的高可靠性,通常轴承的使用寿命应不小于13万小时。而由于影响轴承疲劳寿命的因素太多,轴承疲劳寿命理论还仍需不断完善,国内外轴承寿命理论并没有一个统一的,为所有行业所接受的计算方法。轴承的运行温度、润滑油的黏度和清洁度及转速等因素对轴承寿命有很大影响,运行状态变差(温度上升、转速降低、污染物增多)时,轴承寿命可能大幅度降低。对影响风电齿轮箱轴承寿命的各种因素进行深入分析,研究出较为的轴承寿命计算方法是国内轴承行业乃至风电行业的重中之重。