As caixas de engrenagens têm uma ampla gama de aplicações, como em turbinas eólicas. As caixas de engrenagens são um importante componente mecânico amplamente utilizado em turbinas eólicas. Sua principal função é transmitir a potência gerada pela roda eólica sob a ação do vento para o gerador e fazê-lo obter a velocidade correspondente.
Geralmente, a velocidade de rotação da roda eólica é muito baixa, muito menor do que a velocidade de rotação exigida pelo gerador para gerar eletricidade. Deve ser percebido pelo efeito de aumento da velocidade do par de engrenagens da caixa de engrenagens.
Introdução:
A caixa de engrenagens suporta a força da roda do vento e a força de reação gerada durante a transmissão por engrenagem e deve ter rigidez suficiente para suportar a força e o torque, evitar deformação e garantir a qualidade da transmissão. O projeto do corpo da caixa de engrenagens deve ser realizado de acordo com os requisitos do layout da transmissão de energia da turbina eólica, condições de processamento e montagem e facilidade de inspeção e manutenção. Com o rápido desenvolvimento contínuo da indústria de caixas de engrenagens, mais e mais indústrias e empresas diferentes têm usado caixas de engrenagens, e mais e mais empresas têm se desenvolvido e crescido na indústria de caixas de engrenagens.
A caixa de engrenagens é baseada no princípio de design modular da estrutura da unidade, o que reduz bastante os tipos de peças e é adequada para produção em massa e seleção flexível. As engrenagens cônicas em espiral e as engrenagens helicoidais do redutor são todas cementadas e temperadas com liga de aço de alta qualidade. A dureza da superfície do dente é tão alta quanto 60 ± 2HRC, e a precisão de retificação da superfície do dente é tão alta quanto 5-6.
Os rolamentos das peças de transmissão são todos rolamentos de marcas bem conhecidas nacionais ou rolamentos importados, e os vedantes são retentores de óleo esqueleto; a estrutura da caixa de sucção, a maior área de superfície do gabinete e o grande ventilador; reduza o aumento da temperatura e o ruído de toda a máquina e melhora a confiabilidade da operação, O poder de transmissão aumenta. Pode realizar eixo paralelo, eixo em ângulo reto, caixa geral vertical e horizontal. Os métodos de entrada incluem flange de conexão do motor e entrada do eixo; o eixo de saída pode ser feito em ângulos retos ou horizontalmente, e o eixo sólido e o eixo oco, tipo de flange estão disponíveis. A caixa de engrenagens pode atender aos requisitos de instalação em pequenos espaços e também pode ser fornecida de acordo com as necessidades do cliente. Seu volume é 1/2 menor que o do redutor de engrenagem suave, o peso é reduzido pela metade, a vida útil é aumentada de 3 a 4 vezes e a capacidade de carga é aumentada de 8 a 10 vezes. Amplamente utilizado em máquinas de impressão e embalagem, equipamento de garagem tridimensional, maquinaria de proteção ambiental, equipamento de transporte, equipamento químico, equipamento de mineração metalúrgica, equipamento de energia de ferro e aço, equipamento de mistura, maquinário de construção de estradas, indústria açucareira, geração de energia eólica, escada rolante e acionamentos de elevador, construção naval, luz Alta potência, relação de alta velocidade, ocasiões de alto torque, como campo industrial, campo de fabricação de papel, indústria metalúrgica, tratamento de esgoto, indústria de materiais de construção, maquinário de elevação, linha de transporte, linha de montagem, etc. um bom desempenho de custo e é propício para a correspondência de equipamentos localizados.
efeito:
A caixa de velocidades tem as seguintes funções:
1. Acelerar e desacelerar é a chamada caixa de velocidades de velocidade variável.
2. Mude a direção da transmissão. Por exemplo, podemos usar duas engrenagens de setor para transmitir a força verticalmente para o outro eixo rotativo.
3. Altere o torque rotativo. Sob a mesma condição de potência, quanto mais rápido a engrenagem gira, menor o torque no eixo e vice-versa.
4. Função de embreagem: Podemos alcançar o objetivo de separar o motor da carga, separando as duas engrenagens originalmente engrenadas. Como embreagem de freio e assim por diante.
5. Distribuição de poder. Por exemplo, podemos usar um motor para acionar múltiplos eixos escravos através de um eixo principal da caixa de câmbio, de modo a realizar a função de um motor acionando múltiplas cargas.
projeto:
Em comparação com outras caixas de engrenagens industriais, uma vez que as caixas de engrenagens de turbinas eólicas são instaladas em uma nacela estreita a dezenas de metros ou até mais de cem metros acima do solo, seu volume e peso afetam a nacela, torre, fundação, carga de vento, instalação e manutenção do unidade. Os custos têm um impacto importante, portanto, reduzir o tamanho e o peso é particularmente importante. Ao mesmo tempo, devido à manutenção inconveniente e aos altos custos de manutenção, a vida útil do projeto da caixa de engrenagens é normalmente de 20 anos e os requisitos de confiabilidade são extremamente severos. Como o tamanho, o peso e a confiabilidade costumam ser uma contradição irreconciliável, o projeto e a fabricação de caixas de engrenagens de energia eólica muitas vezes se vêem em um dilema. Na etapa geral do projeto, sob a premissa de atender aos requisitos de confiabilidade e vida útil, os esquemas de transmissão devem ser comparados e otimizados com o objetivo de tamanho e peso mínimos; o projeto estrutural deve atender à potência de transmissão e às restrições de espaço como premissa, e tentar considerar uma estrutura simples, operação confiável e manutenção conveniente; a qualidade do produto deve ser garantida em todos os elos do processo de fabricação; o estado de operação da caixa de engrenagens (temperatura do mancal, vibração, temperatura do óleo, mudança de qualidade, etc.) deve ser monitorado em tempo real durante a operação e a manutenção de rotina deve ser realizada de acordo com as especificações.
Uma vez que a velocidade linear da ponta da lâmina não pode ser muito alta, a velocidade nominal de entrada da caixa de engrenagens diminui gradualmente com o aumento da capacidade da máquina única, e a velocidade nominal da unidade acima de MW geralmente não excede 20r / min. Por outro lado, a velocidade nominal do gerador é geralmente de 1500 ou 1800 r / min, de modo que a relação de velocidade da caixa de engrenagens de aumento da velocidade da energia eólica em grande escala é geralmente em torno de 75-100. Para reduzir o volume da caixa de engrenagens, as caixas de engrenagens de energia eólica acima de 500kw geralmente usam transmissão planetária de divisão de potência; As estruturas comuns de 500kw ～ 1000kw têm dois tipos de eixo paralelo + 1 planeta e 1 eixo paralelo + 2 transmissão planetária. ; As caixas de engrenagens Megawatt adotam principalmente a estrutura de eixo paralelo de 2 estágios + transmissão planetária de 1 estágio. Como a estrutura de transmissão planetária é relativamente complicada, o anel de engrenagem interno em grande escala é difícil de processar e o custo é alto, mesmo se a transmissão planetária de 2 estágios for adotada, a transmissão NW é a forma mais comum.
Tecnologia de manufatura
As engrenagens externas das caixas de engrenagens de energia eólica geralmente adotam o processo de retificação de engrenagens de têmpera de cementação. A introdução de um grande número de retificadoras de engrenagens CNC de alta eficiência e alta precisão fez com que o nível de acabamento de engrenagens estrangeiras da China não ficasse muito atrás de países estrangeiros, e não há dificuldade técnica em atingir o nível de precisão 5 especificado pelo 19073 e 6006 padrões. No entanto, ainda há uma lacuna entre a China e as tecnologias avançadas estrangeiras em termos de controle de deformação por tratamento térmico, controle de profundidade de camada eficaz, retificação da superfície do dente e controle de têmpera e tecnologia de modelagem de dente de engrenagem.
Devido ao grande tamanho da coroa da caixa de engrenagens da energia eólica e aos requisitos de alta precisão de usinagem, a tecnologia de fabricação das engrenagens internas de nosso país está muito aquém do nível avançado internacional, o que se reflete principalmente no processamento de engrenagens internas helicoidais e o controle de deformação do tratamento térmico.
A precisão de usinagem da caixa, suporte planetário, eixo de entrada e outras peças estruturais tem uma influência muito importante na qualidade da engrenagem da transmissão da engrenagem e na vida do rolamento. A qualidade da montagem também determina a vida útil e a confiabilidade da caixa de engrenagens da energia eólica. . Em termos de precisão de processamento e montagem de peças estruturais, meu país reconhece que o nível de equipamento está muito aquém do nível avançado de países estrangeiros. A aquisição de caixas de engrenagens de energia eólica de alta qualidade e confiabilidade, além de tecnologia de design avançada e suporte de equipamento de fabricação necessário, é inseparável do controle de qualidade estrito em todos os elos do processo de fabricação. O padrão 6006 fornece regulamentos rígidos e detalhados sobre a garantia de qualidade de caixas de engrenagens.
Lubrificante
Os métodos de lubrificação de caixa de engrenagens comumente usados incluem lubrificação com óleo de engrenagem, lubrificação com graxa semifluida e lubrificação com lubrificante sólido. Para melhor vedação, alta velocidade, carga elevada e bom desempenho de vedação, você pode usar óleo de engrenagem para lubrificação; para baixo desempenho de vedação e baixa velocidade, você pode usar graxa semifluida para lubrificação; para ocasiões sem óleo ou ocasiões de alta temperatura, você pode usar dois lubrificação em pó ultrafino de sulfeto de molibdênio.
O sistema de lubrificação da caixa de engrenagens é de grande importância para o funcionamento normal da caixa de engrenagens. As caixas de engrenagens de energia eólica em grande escala devem ser equipadas com um sistema confiável de lubrificação forçada para pulverizar a lubrificação nas áreas de engrenagens e rolamentos. A lubrificação insuficiente é responsável por mais da metade das causas de falha da caixa de engrenagens. A temperatura do óleo lubrificante está relacionada à fadiga do componente e à vida útil de todo o sistema. De um modo geral, a temperatura máxima do óleo da caixa de engrenagens durante a operação normal não deve exceder 80 ℃ e a diferença de temperatura entre os diferentes rolamentos não deve exceder 15 ℃. Quando a temperatura do óleo for superior a 65 ° C, o sistema de refrigeração começa a funcionar; quando a temperatura do óleo for inferior a 10 ° C, o óleo lubrificante deve ser aquecido a uma temperatura predeterminada antes de ligar.
No verão, devido às turbinas eólicas estarem em plena potência por muito tempo, juntamente com a luz solar direta de grande altitude, etc., a temperatura de operação do óleo sobe acima do valor definido; enquanto no inverno na região fria do nordeste, a temperatura mais baixa muitas vezes atinge abaixo de -30 ℃, lubrificação O óleo de lubrificação que flui no oleoduto não é suave, engrenagens e rolamentos não são suficientemente lubrificados, resultando no desligamento por alta temperatura da caixa de engrenagens, superfície do dente e o desgaste do rolamento e a baixa temperatura também aumentam a viscosidade do óleo da caixa de engrenagens, a carga pesada quando a bomba de óleo começa a funcionar e a sobrecarga do motor da bomba de óleo.
O óleo lubrificante da caixa de engrenagens possui uma faixa de temperatura ideal para trabalhar. Recomenda-se projetar um sistema de gerenciamento térmico do óleo lubrificante no sistema de lubrificação da caixa de engrenagens: quando a temperatura ultrapassa um determinado valor, o sistema de refrigeração começa a funcionar, e quando a temperatura cai abaixo de um determinado valor, o sistema de aquecimento começa a funcionar, Sempre controlar a temperatura dentro da faixa ideal. Além disso, melhorar a qualidade do óleo lubrificante também é um aspecto importante do sistema de lubrificação. Os produtos lubrificantes devem ter excelente fluidez em baixa temperatura e estabilidade em alta temperatura, e a pesquisa sobre óleo lubrificante de alto desempenho deve ser reforçada.
Funcionalidades
1. Acelere e desacelere, o que costuma ser conhecido como caixa de velocidades de velocidade variável.
2. Altere a direção da transmissão, por exemplo, podemos usar duas engrenagens de setor para transmitir a força para o outro eixo rotativo verticalmente.
3. Altere o torque rotativo. Sob a mesma condição de potência, quanto mais rápido a engrenagem gira, menor o torque no eixo e vice-versa.
4. Função da embreagem: podemos separar o motor da carga, separando as duas engrenagens de malha original, como a embreagem do freio.
5. Distribuição de energia. Por exemplo, podemos usar um motor para acionar vários eixos escravos através do eixo principal da caixa de marchas, de modo a realizar a função de um motor que aciona várias cargas.
Tratamento de ruído
A caixa de engrenagens é um importante componente amplamente utilizado na transmissão mecânica. Quando um par de engrenagens engrena, devido ao erro inevitável do passo do dente e do perfil do dente, ocorrerá um choque de engrenamento durante a operação e o ruído correspondente à frequência de engrenamento da engrenagem ocorrerá. , O ruído de fricção também ocorre devido ao deslizamento relativo entre as superfícies dos dentes. Visto que as engrenagens são as peças básicas da transmissão da caixa de câmbio, é necessário reduzir o ruído da engrenagem para controlar o ruído da caixa de câmbio. De um modo geral, as principais causas do ruído do sistema de engrenagens são as seguintes:
1. Projeto de engrenagens. Seleção de parâmetro inadequada, sobreposição muito pequena, modificação inadequada ou sem modificação do perfil do dente, estrutura da caixa de engrenagens não razoável, etc. No processamento de engrenagens, o erro do passo de base e o erro do perfil do dente são muito grandes, a folga lateral do dente é muito grande e a superfície a aspereza é muito grande.
2. Trem de engrenagens e caixa de engrenagens. A montagem é excêntrica, a precisão de contato é baixa, o paralelismo do eixo é ruim, a rigidez do eixo, rolamento, suporte é insuficiente, a precisão de rotação do rolamento não é alta e a folga é inadequada.
3. Outro torque de entrada. A flutuação do torque de carga, a vibração de torção do sistema de eixo, o equilíbrio do motor e outros pares de transmissão, etc.
