科学技术
风力发电齿轮箱的材料及生产工艺要点分析
刘洋洋
南京高速齿轮制造有限公司二分厂 江苏 南京 211100
【摘 要】近几年，传统能源的短缺问题及新能源的开发成为重要话题 ，由于风能具备可持续性和清洁性，在世界各国都有广泛应用。
论文首先分析了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，总结了风力发电共性的原因，如齿轮箱润滑不良问题，
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改进设计。
【关键词 】风力发 电，齿轮箱， 材料，工艺
风力发电齿轮箱是齿轮传动产品在风力发电领域的应用 ．在结 部夹杂物和疏松等缺陷的大小与晶粒相当．形状不尖锐 ．分布不连
构上已经成熟 其差别主要体现在原材料和制造工艺水平上．目前 续．尽量远离表面，其他要求与其他锻件相 同。对于轴齿轮 (高速
主要有德国和美国等发达国家提供 ．存在 的问题是其可靠性和长寿 轴)．应选用合金含量较高的表面渗碳钢 控制芯部的抗拉强度及
命要求满足不了风力发电行业的要求。在风力发电机组中，齿轮箱 断面收缩率，对齿面的处理与齿轮相同．并对轴颈过度圆角进行研
是一个重要的机械部件．其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 磨，以提高轴齿的疲劳性能及轴颈的弯曲、扭转疲劳性能。对低速
的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。 级模数大、直径大的齿轮．要考虑材料的淬透性和渗碳过程的抗晶
界氧化和晶粒长大的能力。
1、齿轮箱的作用及主要问题
11齿轮箱的作用 3、齿轮箱生产工艺改进
将风能转化为电能的发电方式叫风力发电，它的关键设备是风 31主要工艺流程的改进
力发电机 。人们在大量制造风力提水机的基础上 ．开始 了风力发 电 传统工艺流程：锻造．正火+高温回火、粗加工+去毛刺清洗、
的研究。最早在 19世纪末，目前风力发电技术己日趋成熟，并采 渗碳淬火、清理抛丸、磨齿、检验，这是长期以来的成熟工艺过程．
用计算机控制系统，使风力发电安全生产 ．能较好的与常规发电并 在船用齿轮箱等高安全系数产品中，未暴露出质量问题 ，但是在引
网运行，经济效益和社会效益都占优势。 进产品和汽车产品中发现在保修期内失效概率加大。
由于风轮转速不高，特别是大型风力机的转速都比较慢．很难 改进后的工艺流程：锻造、正火+高温回火、提高精度粗加工+
达到发 电机发 电的转速要求。因此 ．风轮轴输出的动力要通过变速 去毛刺清洗、预热处理、重行奥氏体化渗碳淬火、清理抛丸、少余
器增速。因此齿轮箱的作用是传递风轮的动力并增速达到发电机对 量缓进给磨齿 检验 ．这是根据前面分析对风 电齿轮箱 国产化中的
转速的要求。齿轮箱作为连接风轮和发电机的桥梁．希望风轮转速 重要齿轮件的改进工艺过程，该工艺过程提高了粗加工精度，并增
越大越好．这样可以降低齿轮箱的造价和减小齿轮箱的增速比，但 加了渗碳前的预先热处理工艺，目的是为了减少渗碳淬火过程的变
是随着风电机组容量的增加．以及三叶片的风轮被广泛使用，叶轮 形，减少磨削余量．在磨削过程中采用少余量缓进给磨削，能够使
半径越来越大．又要保持较高的风能利用系数 ．因此齿轮箱结构更 齿面保留较大的压应力状态，并提高精度与粗糙度，采用重行奥氏
复杂了。 体化渗碳淬火工艺能够提高齿轮的耐磨性和承载能力。
12风电齿轮箱的主要问题 32重点工艺参数设计
1)风电齿轮箱轴承过早损坏。2)设计计算方法不够成熟和完 对显著影响齿轮的承载能力和国内外制造水平差异明显的工
善。此
