張合超

摘要：本文對(duì)風(fēng)齒輪電箱高速軸動(dòng)載下的強(qiáng)度進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，指出了風(fēng)電齒輪箱中高速軸在啟停時(shí)容易損壞的原因。并經(jīng)過分析，提出了相應(yīng)的諸如對(duì)齒輪件進(jìn)行精加工、進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等改進(jìn)措施。希望能通過本文的研究，對(duì)于風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)改進(jìn)提出有意義的建議。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電齒輪箱；高速軸；承載強(qiáng)度分析；改進(jìn)措施

1.風(fēng)電齒輪箱高速軸動(dòng)載下強(qiáng)度分析

由于高速軸是風(fēng)電齒輪箱中連接負(fù)載最重要的零件，相對(duì)于其他零件來說，因其循環(huán)次數(shù)最大，更容易受到損壞。因此，我們分析了風(fēng)電齒輪箱中高速軸動(dòng)載下，不同時(shí)間段內(nèi)受的承載拉力。當(dāng)承載拉力最大時(shí)，風(fēng)電齒輪箱中高速軸損壞的可能性越大。而我們發(fā)現(xiàn)在風(fēng)電齒輪箱啟動(dòng)加速時(shí)段，承載拉力最大，此時(shí)對(duì)高速軸也會(huì)造成較大的沖擊。就如同剛打開的電燈最容易被燒毀一樣，風(fēng)電齒輪箱在剛剛啟動(dòng)加速的時(shí)段也會(huì)極其容易發(fā)生故障。此外，在風(fēng)電齒輪箱剎車減速時(shí)，承載壓力也相對(duì)較大，減速時(shí)造成的沖擊也較大。因此應(yīng)該避免在這兩個(gè)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的頻率下工作。而風(fēng)電齒輪箱頻繁的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)，也會(huì)造成風(fēng)電齒輪箱高速軸承受很高的壓力，以至于造成風(fēng)電齒輪箱的損壞。頻繁的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)也是造成風(fēng)電齒輪箱高速軸發(fā)生疲勞損壞的最主要的原因。風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)如圖1。

2.關(guān)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的強(qiáng)度提升的改進(jìn)措施

以上分析了風(fēng)電機(jī)組齒輪箱中高速軸容易發(fā)生故障的原因，經(jīng)過我們的分析，以及對(duì)于各項(xiàng)數(shù)據(jù)的研究整理。提出了以下關(guān)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱強(qiáng)度提升的切實(shí)可行的改進(jìn)措施，如表1。

2.1對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于整個(gè)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱各個(gè)零部件來說，高速軸是一個(gè)極容易受到工作磨擦而損壞的元件。因此，首先要保證高速軸是可以拆卸替換的。一部分風(fēng)電機(jī)組齒輪箱為了減少生產(chǎn)時(shí)的成本，而且為了生產(chǎn)方便，便使得高速軸不能夠進(jìn)行拆卸，這使得在對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行維護(hù)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)高速軸產(chǎn)生了故障，便只能對(duì)于整個(gè)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行下塔維修。這大大的增加了維修的難度，提升了維修運(yùn)營(yíng)的成本，也增加了維修的時(shí)間。而隨著風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的運(yùn)用日益廣泛，很多大型風(fēng)電機(jī)組齒輪箱不便進(jìn)行大幅度的維修以及改進(jìn)，因此要安裝可以拆卸的高速軸套件。

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的螺栓也是經(jīng)常容易受到磨損的，因此要及時(shí)地對(duì)各個(gè)螺栓進(jìn)行更換以及維修處理。而對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱容易造成的脫漆現(xiàn)象，可以在設(shè)計(jì)時(shí)通過增加涂漆表面的粗糙程度來增加油漆的附著力度，避免脫漆現(xiàn)象的發(fā)生。在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的焊接過程中，也應(yīng)該保證焊接工作的工作質(zhì)量，以避免發(fā)生零件斷裂的現(xiàn)象。

2.2提高風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的加工精度

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱在風(fēng)力發(fā)電的過程中占據(jù)著十分重要的作用，因此相關(guān)部門要保證風(fēng)電機(jī)組齒輪箱具有較高的加工質(zhì)量。在對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的加工過程中，首先要保證風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的設(shè)計(jì)的合理性。其次要保證風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的合格率。而保證風(fēng)電機(jī)組齒輪箱合格率最大的要求就是提高風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的加工精度，在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱中各部件的加工質(zhì)量上盡量達(dá)到傳動(dòng)需求的最高水準(zhǔn)。盡量采用較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)以及加工手段，降低風(fēng)電機(jī)組齒輪箱各個(gè)零部件之間的摩擦，降低風(fēng)電機(jī)組齒輪箱運(yùn)行的噪音等。對(duì)于齒輪的設(shè)計(jì)，應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)凝X形、齒向處理，來提升風(fēng)電機(jī)組齒輪箱運(yùn)行的平穩(wěn)度，提升其使用的壽命。要使得風(fēng)電機(jī)組齒輪箱能夠具有更長(zhǎng)的壽命，這就需要相關(guān)的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱加工工廠首先要保證設(shè)計(jì)以及各個(gè)零部件的成本，在成本預(yù)算之內(nèi)，盡量采用更加合理的加工處理方法以及對(duì)于各個(gè)零部件進(jìn)行合理的改進(jìn)。不要一味的追求通過降低成本來增加工廠的利潤(rùn)，這是需要廣大生產(chǎn)商自主注意的方面。

2.3對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行定期的檢查以及維護(hù)

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱由于經(jīng)常的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此各個(gè)零件之間經(jīng)常摩擦而造成損壞。倘若這些問題不能夠被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)以及解決，便容易造成更大的損失。嚴(yán)重的甚至?xí)绊懻麄€(gè)機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱進(jìn)行定期的檢查以及維護(hù)工作，更換掉腐蝕損壞的零部件。重點(diǎn)對(duì)于受磨損比較嚴(yán)重的螺栓，以及受壓力影響較大的高速軸等零部件進(jìn)行充分的檢查。

3.總結(jié)

本文通過運(yùn)用物理學(xué)的原理對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱高速軸動(dòng)載下的強(qiáng)度分析，指出了在開啟以及剎車時(shí)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱容易發(fā)生故障。并經(jīng)過對(duì)于故障的具體分析，對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的優(yōu)化改進(jìn)提出了一些建議。希望相關(guān)部門能夠不斷的改進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱高效快速的運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：南京高速齒輪制造有限公司）