水平轴风力发电机组传动链总成装配
Horizontal Axis Wind Turbine Drive Chain Assembly

传动链主要由风力机主轴、主轴承、齿轮箱、发电机、制动装置组成,是从风轮到发电机的转动传递系统。

1. 主轴总成装配

主轴是风轮的转动轴,主轴前端有安装轮毂法兰盘主轴轴承装配在主轴的前轴颈,主轴的联轴器轴颈(小头端)连接齿轮箱。主轴的内孔动力电缆信号电缆液压油管的通道。图1是2个主轴的图片。

图1  风力发电机组的主轴

主轴通过轴承安装在风力发电机底座上,主轴的轴承采用调心滚子轴承,轴承相关零件较多,工艺也较复杂,轴承的装配在风力发电机组厂家进行。本课件仅介绍滚子轴承轴承座轴承左端盖轴承右端盖等主要零件的装配,见图2。轴承结构参见“风力发电机的轴承”课件。

图2  风力机主轴与轴承部件

下面介绍主轴轴承的装配。将主轴立在工作台面上,首先将轴承左端盖安装在主轴前轴颈前端,图3左图是待安装状态,图3右图是安装好状态。

图3  在风力机主轴上安装轴承左端盖

滚子轴承放在轴承加热器上进行感应加热,使轴承內圈膨胀。轴承內圈温度加热不超过100度(温度过高会使轴承退火),滚子轴承达到温度立即套入主轴前轴颈,向下压紧,待轴承冷却后就紧固在主轴上。图4左图是待安装状态,图4右图是主轴安装好滚子轴承的状态。

图4  在风力机主轴上安装滚子轴承

将轴承座向下压,使滚子轴承紧固在轴承座内,见图5右图。

图5  将轴承安装到轴承座内

将轴承右端盖安装在轴承座上,图6右图是安装好状态。

图6  轴承右端盖安装在轴承座上

将左端盖与右端盖用螺栓紧固在轴承座上。套上主轴锁紧螺母并旋紧,见图7右图。

图7 安装主轴锁紧螺母

安装好轴承的主轴称为主轴组对,见图8。

图8  装配好轴承的风力机主轴
 
2. 齿轮箱与主轴组对装配

齿轮箱把主轴的低速旋转增速为高速旋转,有关齿轮箱的基本结构参见“行星齿轮增速箱”与“圆柱齿轮增速箱”课件。

主轴齿轮箱通过胀紧连接套连接,图9是胀紧连接套与齿轮箱。

风力发电机齿轮箱 ,胀紧连接套,主轴
图9  风力机齿轮箱与胀紧连接套

先将胀紧连接套套在齿轮箱低速轴上,见图10。

图10  胀紧连接套装配在齿轮箱低速轴上

图11是主轴组对齿轮箱,主轴的联轴器轴颈(小头端)将插入齿轮箱低速轴轴孔。

图11  风力发电机的主轴组对与齿轮箱

主轴的联轴器轴颈(小头端)插入齿轮箱的低速轴轴孔后,旋紧胀紧连接套上的胀紧螺栓即可紧固主轴与齿轮箱低速轴的连接,组合体称为齿轮箱与主轴组对,见图12。

图12  风力机齿轮箱与主轴的组对
 
3. 齿轮箱与主轴组对的安装

图13是已经安装好偏航系统的风力机底座,图中标注了各大部件的安装位置,组对好的齿轮箱与主轴要安装到风力机底座上。

图13  风力发电机底座有偏航系统

齿轮箱与主轴组对底座的装配主要是两个部位,主轴轴承通过螺栓固定在底座前端,齿轮箱支撑轴安装在齿轮箱支撑座上,由支撑座盖压紧固定,见图14。

风力机齿轮箱与主轴,风力机底座
图14  风力机齿轮箱与主轴组对与底座的装配

图15是风力机齿轮箱与主轴组对安装在风力机底座上。

在风力机底座上安装风力机齿轮箱与主轴
图15  风力机齿轮箱与主轴组对安装在风力机底座上
 
4. 安装高速轴制动装置

水平轴风力发电机的制动装置安装在齿轮箱的高速轴上,主要由制动盘与制动钳组成。见图16。

风力发电机的高速轴制动盘与制动钳
图16  风力发电机的高速轴制动盘与制动钳

制动盘安装在齿轮箱高速轴上,再将制动钳安装在齿轮箱的支架上,见图17。

风力发电机的制动盘与制动钳安装在齿轮箱高速轴上
图17  风力发电机的制动盘与制动钳安装在齿轮箱高速轴上
 
5. 安装发电机

目前采用齿轮箱增速的风力发电机多使用双馈风力发电机

发电机轴与齿轮箱高速轴通过联轴器连接,联轴器有多种,风力发电机较多使用有弹性元件的挠性联轴器膜片联轴器轮胎式联轴器等,见图18。

风力发电机与风力机底座
图18  安装风力发电机

图19是安装好发电机的传动链总成

风力发电机传动链
图19  安装好发电机的风力发电机传动链总成

下面是水平轴风力发电机组传动链总成的装配顺序动画

 
水平轴风力发电机组传动链总成装配顺序

课件动画仅表示部件安装的起始与结束状态,不涉及具体装配路径与操作。为简洁清晰,动画中存在一物体穿越另一物体现象,请勿误解。

 

 
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