機組制造與部件制造如何開展研究、如何分工銜接是必然會碰到的難題,必須認真對待。風(fēng)電齒輪箱研發(fā)涉及眾多領(lǐng)域,特別是一些基礎(chǔ)層面,需要從機組傳動系統(tǒng)設(shè)計、傳動原理、結(jié)構(gòu)布置、材料、設(shè)備、工藝、潤滑、監(jiān)控等方面做大量的細致工作。目前國內(nèi)還沒有哪個單位能夠全面承擔(dān)這樣艱苦繁雜的任務(wù)。原部屬研究院所為了生存,大部分精力都放在開發(fā)產(chǎn)品和獲取經(jīng)濟效益上。大型企業(yè)雖然擁有較強的研發(fā)實力,但著眼點還是為企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品以求生存。
研發(fā)所需的儀器設(shè)備以及試驗裝置昂貴。單臺設(shè)備動輒幾千萬,投資額度相當大。開發(fā)人員,特別是有資歷、經(jīng)驗豐富的專家配備也相當困難。國家也不可能為之作大的投入。有鑒如此,建有國家級技術(shù)中心的大企業(yè)(包括整機和部件企業(yè))應(yīng)與專業(yè)院所合作,共同組成研發(fā)團隊,按照既定計劃,分步實施公關(guān)項目,各自承擔(dān)子課題,定期聚合討論研究。國家則重點投資建設(shè)國家級風(fēng)電機組模擬試驗和開發(fā)平臺,為企業(yè)解決難題,同時完成基礎(chǔ)研究任務(wù)。
3.3 注重高可靠性,提高產(chǎn)品使用壽命
風(fēng)電齒輪箱的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)注重高可靠性和長壽命,加強大型風(fēng)電齒輪箱及配套軸承設(shè)計制造技術(shù)方面的系統(tǒng)研究,積累現(xiàn)場運行經(jīng)驗和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于運轉(zhuǎn)中齒輪箱是變工況的,頻繁受風(fēng)速變化沖擊,機艙底座的變形使齒輪和軸承磨損加劇,超過齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計中預(yù)期的邊界條件。如何解決輕量化和機構(gòu)剛性、質(zhì)量成本之間的矛盾,將精細設(shè)計貫徹始終,攻克早期失效、密封、漏油、噪聲等老大難問題,都是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。
根據(jù)風(fēng)電增速箱的特點,應(yīng)組織力量進行可靠性分析,包括精心選取可靠性高的結(jié)構(gòu)和對重要零部件及整機進行可靠性分析試驗。根據(jù)機組載荷譜對齒輪箱整機及其零部件的設(shè)計極限狀態(tài)和使用極限狀態(tài)進行極限強度分析、疲勞分析、穩(wěn)定性和變形極限分析、動力學(xué)分析等。除了采用傳統(tǒng)的設(shè)計計算方法外,還要采用模擬整機運行條件下進行零部件建模并結(jié)合試驗驗證方法。另外,對行星齒輪傳動均載、最佳傳動組合與齒輪加工精度、工況和效率之間的關(guān)系進行分析研究。分析噪聲產(chǎn)生成因,采取適當措施降低噪聲;研制出新的密封結(jié)構(gòu)或裝置,合理設(shè)計布置軸系和輪系傳動機構(gòu),提高體系的剛度,避免發(fā)生共振。
目前國內(nèi)尚沒有完善的風(fēng)電齒輪箱專用設(shè)計軟件,國外介紹的軟件大多又是從汽車傳動或通用機械傳動轉(zhuǎn)化而來的,須經(jīng)實踐驗證。軟件是設(shè)計制造的工具,工欲善其事,必先利其器。因此,針對我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的特點,綜合考慮自身因素,編制適合自己企業(yè)的專用軟件,是進一步指導(dǎo)生產(chǎn)實踐、促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一。
4 結(jié)語
要實現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于自主創(chuàng)新。目前我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一的自主創(chuàng)新平臺還沒有形成,促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的整合和協(xié)調(diào)發(fā)展是整個產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)共同努力的目標。無論是上游單位或下游單位,都應(yīng)服從這一戰(zhàn)略目標,為我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展承擔(dān)起自己的責(zé)任。
風(fēng)電齒輪箱行業(yè)在整合的同時要與整機廠、科研機構(gòu)、風(fēng)電場等利益鏈緊密配合,強化科技支撐體系,促進自主創(chuàng)新,完善技術(shù)標準;加強人才培養(yǎng)和后續(xù)服務(wù);加快統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的設(shè)計試驗平臺建設(shè),做到同步建設(shè)、科學(xué)發(fā)展,為我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展做出應(yīng)有貢獻。
參考文獻
[1] 楊校生. 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與風(fēng)電場工程[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011(10).
[2] 宣安光. 對風(fēng)力發(fā)電機組機械傳動技術(shù)的探討[J]. 電氣制造,2010(3).
[3] 孔建勤, 宣安光. 我國風(fēng)電齒輪箱行業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展中的問題與對策[J]. 風(fēng)能,2011(7):40-43.
收稿日期:2013-03-01。
作者簡介:
宣安光(1944-),男,教授級高級工程師,主要研究方向為風(fēng)力發(fā)電機組齒輪傳動裝置設(shè)計與制造。