《风力发电齿轮箱国产化的材料、工艺和结构研究》吴文大 2005.5

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风力发电齿轮箱国产化的材料、工艺和结构研究.nh
吴文大 浙江大学硕士学位论文 2005.5
【摘要】
由于化石能源短缺日趋严重和环保意识的不断加强，风能具备可持续性和清
洁性，所以近年来世界风力发电高速发展，我国自八十年代开始大功率风力发电
技术引进以来，从欧美等多个国家进口了数百套机组，国产化工作取得了重大成
果。但前期的国产化机组经过一段时间的运行，也暴露了一些问题，如增速箱的
可靠性较差，大部分齿轮箱运行不足三年均由于齿轮、轴、轴承等关键件的失效
导致停机大修，对风电场和制造商均造成了较大的损失，分析其原因有以下几种:
1、国内国外的风况不同。
2、国内风电场的使用保养水平较差。
3、国内厂家的原材料、制造和安装水平较差。
4、以上原因都有。
因此，进口齿轮箱和前期国产化(测绘)齿轮箱不适合我国国情。
本文简要介绍了风能的特点和现代风力发电的现状和技术发展趋势，比较了
国外同类产品的特点，并对引进的和前期国产齿轮箱的失效进行较详细的分析和
计算，总结了一些共性的原因，如齿轮箱润滑不良问题，风电机组在紧幕制动过
程中和制动后风轮的摆动对齿轮和轴都产生过载作用，一方面分析了制造过程对
齿轮寿命和可靠性的影响，并针对工厂的实际情况，对原材料和主要工艺过程进
行了设计;另一方面在结构设计上提出改进方案。
在一定的设计和使用条件下，齿轮的寿命是由原材料和工艺过程决定的，国
产化改变了材料和工艺过程，我国风电齿轮箱的使用工况与国外不尽相同，因此
光靠测绘和模仿不能解决可靠性的问题，应该从结构实设计的完善和制造工艺水
平的提高上解决可靠性问题，制造工艺水平的提高包括钢材的质量水一平，此方而
不受齿轮箱制造商的控制，所以齿轮的设计、计算过程中要根据各自的制造、带
理水平进行，不能完全按国外的要求进行，在计算过程中，要对国标或其他计算
公式进行修11屯。
浙江大学工程硕士学位论文摘要
通过对国内外风电齿轮箱的使用条件，设计、制造水平的异同分析，利用前
期积累大量质量控制和失效齿轮箱的分析数据，利用数理统计和相似性原理，采
用反求工程，对齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳强度做了分析，使这些数据应用在风
电增速箱国产化过程中，提高其计算可靠性，使产品适应中国市场和工厂制造条
件，这是本文的研究方法。
本文的意义在于我国有丰富的风能资源，风电产品在未来有良好的市场前
景，所以提高国产化齿轮箱的可靠性具有现实的迫切要求。

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