Обсуждение тенденции развития ветряных турбин высокой мощности
В настоящее время общую конструкцию ветряных турбин можно условно разделить на четыре категории: традиционный высокоскоростной двигатель, низкоскоростной двигатель с прямым приводом, полуавтоматический двигатель с промежуточным приводом и многогенераторный тип (см. Рис. 1). Независимо от типа конструкции ветряных турбин, более высокая надежность, более низкое потребление сырья и более легкое качество головы всегда были в центре внимания оптимизации конструкции ветряных турбин. Производство электроэнергии / качество головки (кВт / кг), один из индикаторов для измерения усовершенствованной конструкции блока, является движущей силой в дальнейшей оптимизации мощных конструкций ветряных турбин, что помогает достичь более эффективной генерации энергии с более легкими ветряными турбинами.
В настоящее время существует много мнений о тенденции проектирования мощных ветряных турбин. Одна из точек зрения заключается в том, что ветряные генераторы малой и средней мощности могут использовать традиционный дизайн с высокоскоростными двигателями, в то время как ветровые турбины средней и большой мощности могут использовать прямые приводы. Конструкция больше, а большие ветровые турбины подходят для конструкций с полуприводом. Диапазон мощности для этих конструкций ветряных турбин не определен строго. Но независимо от того, какой дизайн, подшипник всегда является важной частью цепи передачи, и его оптимизация повысит цепь передачи.
Поскольку шпиндельные подшипники подвергаются воздействию внешних сил, изгибающих моментов и ударных нагрузок, это предъявляет высокие требования к конструкции, выбору и установке подшипников. В существующих конструкциях небольшие маломощные ветряные турбины, такие как менее 1 МВт или 1,5 МВт, имеют более сферические роликовые подшипники и более мощные ветряные турбины. В качестве подшипника шпинделя используется конический роликовый подшипник. Если подшипник шпинделя использует сферические роликовые подшипники, будь то трехточечная конструкция подшипника с одним сферическим роликовым шпинделем или 4-точечная конструкция подшипника с двумя сферическими роликовыми шпиндельными подшипниками, из-за принципа конструкции сферического роликоподшипника Когда подвергается большой осевой силе, может иметь место одна нагрузка на колонку и из-за наличия радиального и осевого зазора (как показано на рисунке 2), когда ветровая турбина тормозится или другие осевые нагрузки чередуются При изменении направления работы состояние, основной вал и несущий планету, расположенный за ним, могут быть наклонены в осевом направлении, что может вызвать удар по несущей опоре, несущей подшипник, и поскольку внутренняя кольцевая шестерня и корпус коробки передач соединены за одно целое, планетарная передача и носитель планет осевой наклонены вместе, что приводит к износу зубцов планетарной шестерни.
Решение шпинделя включает в себя: однорядный конический роликовый подшипник, одностороннее наружное кольцо, большой большой конический роликовый подшипник, двойной внутренний конический роликовый подшипник плюс цилиндрический роликовый подшипник (как показано на рисунке 3). Все три решения могут решить проблему однорядной силы путем предварительного затягивания конических роликовых подшипников, исключая влияние осевой и радиальной турбулентности основного вала, оптимизируя площадь подшипника предварительно затянутых конических роликовых подшипников и уменьшая напряжение в дорожном покрытии. , в конечном итоге улучшить жесткость системы. Среди них комбинация с двойным корпусом с коническим роликоподшипником и комбинацией цилиндрических роликовых подшипников сочетает в себе превосходную композитную несущую способность конического роликоподшипника и превосходную радиальную несущую способность цилиндрического роликоподшипника; одна двойная наружная кольцевая система с большим конусным роликовым подшипником проходит большую конструкцию угла конуса, чтобы оптимизировать композитную грузоподъемность и эффективный диапазон поддержки, улучшить способность выдерживать моменты опрокидывания и сделать конструкцию всей машины более компактной; и схема поперечной сборки однорядных конических роликовых подшипников уменьшает размер заводского подшипника, снижая затраты. Все три решения были применены к высокомощным ветротурбинным шпинделям.
Редуктор
Оптимизированная конструкция главной коробки передач для мощных ветровых турбин требует использования нескольких планетных расщеплений. Интегрированный гибкий планетарный редуктор Timken (показанный на рисунке 4) является одним из лучших решений для повышения надежности линии. Встроенная конструкция наружного кольца шестерни и подшипника исключает возможность работы наружного кольца, обеспечивая при этом большее внутреннее пространство, создавая все больше и больше роликов для повышения грузоподъемности. Предварительно затянув два ряда конических роликов, можно оптимизировать не только площадь подшипника, можно уменьшить напряжение и вероятность скольжения ролика, а нагрузку можно распределить более равномерно в две колонки. Конструкция гибкого штифта позволяет сборку планетарного колеса производить гибкое смещение, обеспечивающее высокую степень зацепления поверхностей зубьев и равномерный контакт.
