路径: 主页 > GB/T > 第540页 > GB/T 19073-2018 | 标准编号 | GB/T 19073-2018 (GB/T19073-2018) | | 中文名称 | 风力发电机组 齿轮箱设计要求 | | 英文名称 | Wind turbine -- Design requirements for gearbox | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F11 | | 国际标准分类 | 27.180 | | 字数估计 | 142,184 | | 发布日期 | 2018-02-06 | | 实施日期 | 2018-09-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 19073-2018: 风力发电机组 齿轮箱设计要求
GB/T 19073-2018 英文名称: Wind turbine -- Design requirements for gearbox
1 范围
本标准适用于额定功率大于500kW的水平轴式风力发电机组动力传动链的闭式增速齿轮箱。本
标准适用于安装在陆上或海上的风力发电机组齿轮箱。
本标准对风力发电机组中所设计的齿轮和齿轮箱零部件载荷分析提供指导。
本标准适用的齿轮件包括:主传动链中的平行轴和行星传动的齿轮,诸如直齿轮、斜齿轮或人字齿
轮。本标准不适用于齿轮取力装置(PTO)。
本标准基于使用滚动轴承的齿轮箱设计。使用滑动轴承允许参照本标准,但是本标准不包括对滑
动轴承的使用评定。
本标准还对全集成化设计中的轴、轴与轮毂接口、轴承和齿轮箱箱体结构进行工程性指导,以便满
足其恶劣的运行工况。
除了型式试验和产品试验以外,本标准还包括传动装置的润滑。最后,本标准还对齿轮箱的运行和
维护提供指导。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3480.5-2008 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第5部分:材料的强度和质量(ISO 6336-5:
2003,IDT)
GB/T 6391-2010 滚动轴承 额定动载荷和额定寿命(ISO 281:2007,IDT)
GB/T 18451.1-2012 风力发电机组 设计要求(IEC 61400-1:2005,IDT)
GB/T 19936.1-2005 齿轮 FZG 试验程序 第1部分:油品的相对胶合承载能力FZG试验方
法A/8.3/90(ISO 14635-1:2000,IDT)
GB/T 24611-2009 滚动轴承 损伤和失效 术语、特征及原因
3 术语和定义、约定
3.1 术语和定义
GB/T 18451.1-2012和IEC 60050-415界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
注:本标准的定义优先采用。
3.1.1
轴承制造商
为风力发电机组齿轮箱提供轴承的法人实体,并负责轴承的设计及应用工程。
注:通常轴承供应商也制造轴承。
3.1.2
认证机构
按照IEC 61400-22的要求对风力发电机组齿轮箱进行合格认证的实体。
3.1.3
特征载荷
负载值不超过规定概率的载荷。
注:参见3.1.5设计载荷。
3.1.4
设计寿命
规定的满足强度验证的持续时间。
注:某些易维护的组件和易损件寿命可能低于规定的整台齿轮箱设计寿命。
3.1.5
设计载荷
任何零部件强度验证所采用的载荷。
4 符号和缩略语
4.1 符号
本标准从数个工程学科中引用方程和关系式。所以在某些情况下,同一个符号存在定义不一致的
地方。尽管如此,文中所有的符号都在表1中列出。如有歧义,符号所指定的定义将在公式、图表或文
本中以备注形式呈现。
5 可靠性设计
5.1 设计寿命及可靠性
风力发电机组齿轮箱的设计目标在于实现高利用率的同时,其可靠性亦可控制寿期内的维护及修
理费用。其设计寿命应不小于风力发电机组的设计寿命。根据GB/T 18451.1-2012,对于Ⅰ到Ⅲ级风
力发电机组,其寿命应不小于20年。
GB/T 18451.1-2012将部件级别定义为其失效潜在结果的函数。齿轮箱被定义为2级部件,或“无失
效”结构部件,即其自身失效会导致风力发电机组主要部分失效。一台风力发电机组齿轮箱是由扭矩传递零件如齿轮、齿轮轴、轴及联轴器,机械零件如轴承,结构支撑零件如扭力臂或箱体,及螺纹连接件装配而成的。这些零件是依据其具体设计标准进行设计的,如滚动轴承依据ISO 76及GB/T 6391-2010,齿轮件依据ISO 6336。这些标准大多都涵盖了不同的应用种类,并未注明其在某一具体应用中应满足的安全系数或设计寿命。这些相关的零件标准又大多使用不同的可靠性计量方法,因此使得这些零件在同一系统内(如风力发电机组齿轮箱)达到同一可靠性等级变得困难。
6 传动链运行工况及载荷
6.1 传动链描述
6.1.1 概述
设计及定义一台风力发电机组齿轮箱的第一步是详尽地描述齿轮箱与风力发电机组间的接口(见
6.1.2)。然后风力发电机组制造商应描述这些接口所传递的载荷、运动及过程(见6.1.3)。最后,应提供
这些接口的载荷计算结果摘要(见6.3)。
6.1.2 接口定义
对于所有接口均应明确定义及描述,且应将接口状态进行记录。
依据本标准设计的齿轮箱通常与风力发电机组的以下部件存在物理性连接:
● 风力发电机组风轮轴(常称为主轴)与齿轮箱低速轴;
● 发电机与高速轴,通常通过联轴器进行连接;
● 机舱主机架与扭力臂;
● 叶片控制传递机构(如滑环、执行机构,液压机构);
● 机械制动,通常与高速轴连接。
风力发电机组部件及齿轮箱的这些常用接口应正确匹配,并应支持、传递或承受力、力矩和运动跨
越它们所定义的边界。这些接口信息用于合理确定齿轮箱设计,并会随风力发电机组结构的不同而
改变。
此外,齿轮箱的某一些系统需通过其他形式的接口发生作用,如:
● 外部润滑系统部件,如油箱、泵、冷却器及过滤器;
● 监测系统,如温度、润滑剂状态、振动等的传感器;
● 控制功能,如加热。
应对传动链结构内的各接口的物理位置予以定义(可参考附录A)。如:
● 齿轮箱低速轴;
● 齿轮箱高速轴;
● 齿轮箱安装面;
● 制动安装面;
● 安装在齿轮箱上的其他执行器;
● 润滑及冷却系统接口;
● 传感器。
作为接口定义的一部分,应提供这些接口的详细几何参数,如:
● 齿轮箱的设计外形尺寸;
● 传动链各部件布置;
● 配合部件的几何外形及尺寸,如联轴器、安装面细节、轴、螺栓连接及润滑系统。
一般风力发电机组结构的推荐接口定义参见A.3的说明。
6.1.3 明确接口要求
对于每个接口,应提供以下信息:
● 力和力矩;
● 转速;
● 运动/加速度;
● 变形量;
● 温度;
● 润滑剂流量......
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