我國主要的風(fēng)能資源豐富的地區(qū)基本都處于沿海、山區(qū)和中國的西北部,風(fēng)力發(fā)電機組一般處于地面較高處,除了高速運轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng),機組整體由于受風(fēng)力影響振動,其發(fā)電機、齒輪箱、葉輪三部分的聯(lián)接對中,由于各種原因,可能會造成一定偏差;這個偏差,就需要靠聯(lián)軸器來進行調(diào)節(jié)。
定義
聯(lián)軸器為聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件在傳遞轉(zhuǎn)矩和運動過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種機械裝置。
風(fēng)電聯(lián)軸器是連接風(fēng)力渦輪和發(fā)電機的重要部件,其主要作用是在風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)動時將動力傳遞給發(fā)電機,從而產(chǎn)生電能。此外,風(fēng)電聯(lián)軸器還可在發(fā)電機故障、拆卸或更換時起到保護機械設(shè)備的作用,避免機械設(shè)備發(fā)生不可逆的損壞。
(資料圖:時代新材風(fēng)電聯(lián)軸器模型圖)
風(fēng)電聯(lián)軸器在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色,它的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性直接關(guān)系到整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行效率和安全性。
聯(lián)軸器特點
1.聯(lián)軸器可以保護設(shè)備免受沖擊和振動的影響。在設(shè)備過載時,聯(lián)軸器可以起到緩沖作用,防止設(shè)備損壞。聯(lián)軸器可以防止設(shè)備因軸向位移而損壞。聯(lián)軸器可以減少設(shè)備運行時的噪音和振動。
2.聯(lián)軸器可以減少能量損失,提高發(fā)電效率;聯(lián)軸器可以保持風(fēng)力發(fā)電機組的穩(wěn)定性;聯(lián)軸器可以降低維護成本;聯(lián)軸器可以延長風(fēng)力發(fā)電機組的使用壽命。
3.聯(lián)軸器的主體材料為優(yōu)質(zhì)合金鋼。每個連桿內(nèi)均設(shè)有球形軸承和橡膠襯套,具有良好的軸向和角向偏差補償能力,能同時達到給定的最大補償值,且能有效的減少振動和噪音。軸向補償與角向補償分別由不同關(guān)節(jié)軸承完成,相互之間沒有干涉,所以軸向、角向與徑向的偏差補償能力能同時達到最大值。
聯(lián)軸器分類
聯(lián)軸器一般分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器兩大類。
剛性聯(lián)軸器分為凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器。
撓性聯(lián)軸器分為無彈性元件撓性聯(lián)軸器、金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器和非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。
剛性聯(lián)軸器常用在對中性好的兩個軸的連接,而撓性聯(lián)軸器則用在對中性較差的兩個軸的連接。撓性聯(lián)軸器還可以提供一個彈性環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)可以吸收軸系外部負(fù)載波動產(chǎn)生的額外能量,如振動。
剛性聯(lián)軸器
剛性聯(lián)軸器是常見的聯(lián)軸器,它的內(nèi)部不含彈性元件,不能補償傳動軸之間的軸向、徑向和角向位移。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、裝拆和維護方便,并且能夠傳遞大扭矩等。缺點是耐久性較差、傳動精度較低、運動平穩(wěn)性較差、需要精確的同軸度誤差值等。
通常在風(fēng)電機組中常在主軸與齒輪箱輸入軸(低速軸)聯(lián)接處應(yīng)用剛性聯(lián)軸器,如漲套式聯(lián)軸器。
撓性聯(lián)軸器
風(fēng)力發(fā)電機組高速軸端(發(fā)電機與齒輪箱高速軸連接處)一般選用撓性聯(lián)軸器,如輪胎聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器。
優(yōu)點:
①強度高,承載能力大。由于風(fēng)力發(fā)電機組的傳動軸系有可能發(fā)生瞬時尖峰載荷,故聯(lián)軸器的許用瞬時最大轉(zhuǎn)矩為許用長期轉(zhuǎn)矩的3倍以上。
②彈性高,阻尼大,具有足夠的減振能力。把沖擊和振動產(chǎn)生的振幅降低到允許的范圍內(nèi)。
③具有足夠的補償性,滿足工作時兩軸發(fā)生位移的需要。
④工作可靠性能穩(wěn)定,對具有橡膠彈性元件的聯(lián)軸器還具有耐熱性、不易老化等特性。
在風(fēng)力發(fā)電機組中,通常在低速軸端(主軸與齒軸箱低速軸連接處)選用剛性聯(lián)軸器,一般多選用脹套式聯(lián)軸器、柱銷式聯(lián)軸器等。在高速軸端(發(fā)電機與齒輪箱高速軸連接處)選用撓性聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器選擇
在選擇聯(lián)軸器時,需考慮聯(lián)軸器的機械性能是否能夠合理滿足風(fēng)機的功率、承載能力、動力機系數(shù)等要求。風(fēng)機聯(lián)軸器承受載荷的能力是選取的重要指標(biāo)。
承受荷載能力
葉輪通過齒輪箱所傳遞的扭矩;齒輪箱與發(fā)電機自身的振動所產(chǎn)生的振幅;聯(lián)軸器自身的重力;聯(lián)軸器由于種種原因使其質(zhì)心或慣性主軸與其旋轉(zhuǎn)軸線不重合,在運轉(zhuǎn)時還將產(chǎn)生不平衡離心慣性力、離心慣性偶力等多樣力或力偶,這些力或力偶極大的影響著聯(lián)軸器的運行,是聯(lián)軸器選擇時極其重要的指標(biāo)。
傳動精度
風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)聯(lián)軸器屬于傳遞動力的軸系傳動系統(tǒng),對傳動精度要求不高,但應(yīng)避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動元件之間有問隙的撓性聯(lián)軸器,以免在高速旋轉(zhuǎn)過程中,聯(lián)軸器受到損壞。
所聯(lián)兩軸相對位移
風(fēng)機聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生的變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對運動等多種因素而產(chǎn)生相對位移。一般情況下,兩軸相對位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動所產(chǎn)生的位移方向,即軸向(X)、徑向(y)、角向(a)以及位移量的大小有所不同。
風(fēng)電機組中彈性聯(lián)軸器基本要求:
1、強度高,承載能力大。由于風(fēng)力發(fā)電機組的傳動軸系有可能發(fā)生瞬時尖峰載荷,故要求聯(lián)軸器的瞬時最大轉(zhuǎn)矩為額定長期轉(zhuǎn)矩的三倍以上。
2、彈性高,阻尼大,具有足夠的減振能力。把沖擊和振動產(chǎn)生的振幅降低到允許的范圍內(nèi)。
3、具有足夠的補償性,滿足工作時兩軸發(fā)生位移的需要。
4、工作可靠性能穩(wěn)定,對具有橡膠彈性元件的聯(lián)軸器還應(yīng)具有耐熱性、不易老化等特性。
聯(lián)軸器裝配
1、安裝在風(fēng)機上的聯(lián)軸器,一般在制造廠都做過動平衡試驗,試驗合格后畫上各部件之間互相配合方位的標(biāo)記,因此,在裝配時必須按制造廠給定的標(biāo)記組裝。否則很可能發(fā)生由于聯(lián)軸器的動平衡不好引起機組振動的現(xiàn)象。
2、風(fēng)機聯(lián)軸器法蘭盤上的聯(lián)接螺栓時經(jīng)過承重的,使每一聯(lián)軸器上的聯(lián)接螺栓能做到重量基本一致因此,各聯(lián)軸器之間的螺栓不能任意互換,如果要更換聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓的某一個,必須使它的重量與原有的聯(lián)接螺栓重量一致。
(資料圖:時代新材官網(wǎng))
3、在擰緊聯(lián)軸器的聯(lián)接螺栓時,應(yīng)對稱、逐步擰緊,使每一聯(lián)接螺栓上的鎖緊力基本一致,不至于因為各螺栓受力不均而使聯(lián)軸器在裝配后產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象,有條件的可采用力矩扳手。
4、對于剛性可移式聯(lián)軸器,在裝配完后應(yīng)檢查聯(lián)軸器的剛性可移件能否進行少量的移動,有無卡澀的現(xiàn)象。各種聯(lián)軸器在裝配后,均應(yīng)盤車,看看轉(zhuǎn)動是否良好。
5、聯(lián)軸器的找正是安裝的重要工作之一。找正的目的是使風(fēng)機在工作時使主動軸和從動軸兩軸中心線在同一直線上。找正的精度關(guān)系到風(fēng)機是否能正常運轉(zhuǎn),對高速運轉(zhuǎn)的風(fēng)機尤其重要。
聯(lián)軸器失效原因
聯(lián)軸器是連接兩個旋轉(zhuǎn)軸,使它們能夠同步旋轉(zhuǎn)的一種機械裝置。在許多機械設(shè)備中,聯(lián)軸器起著至關(guān)重要的作用。然而,由于各種原因,聯(lián)軸器可能會出現(xiàn)失效的情況。以下是一些常見的聯(lián)軸器失效原因:
1.材料疲勞:聯(lián)軸器在長時間的運行過程中,由于受到不斷的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的作用,其材料可能會發(fā)生疲勞,導(dǎo)致聯(lián)軸器的強度下降,最終可能導(dǎo)致聯(lián)軸器的斷裂。
2.安裝不當(dāng):如果聯(lián)軸器的安裝不當(dāng),可能會導(dǎo)致聯(lián)軸器承受過大的應(yīng)力,從而導(dǎo)致聯(lián)軸器的失效。例如,如果聯(lián)軸器的軸線不對準(zhǔn),或者聯(lián)軸器的緊固力過大或過小,都可能導(dǎo)致聯(lián)軸器的失效。
3.潤滑不良:聯(lián)軸器在運行過程中,需要適當(dāng)?shù)臐櫥詼p少摩擦和磨損。如果潤滑不良,可能會導(dǎo)致聯(lián)軸器過熱,從而加速聯(lián)軸器的磨損,最終可能導(dǎo)致聯(lián)軸器的失效。
4.環(huán)境因素:聯(lián)軸器在惡劣的環(huán)境中運行,如高溫、高濕、腐蝕性氣體等環(huán)境中,可能會導(dǎo)致聯(lián)軸器的材料腐蝕或氧化,從而降低聯(lián)軸器的強度和耐用性。
5.設(shè)計缺陷:如果聯(lián)軸器的設(shè)計存在缺陷,如結(jié)構(gòu)不合理、材料選擇不當(dāng)?shù)?,也可能?dǎo)致聯(lián)軸器的失效。
6.過載運行:如果聯(lián)軸器長時間過載運行,會導(dǎo)致聯(lián)軸器承受過大的應(yīng)力,從而導(dǎo)致聯(lián)軸器的失效。
7.維護不當(dāng):如果聯(lián)軸器的維護不當(dāng),如不定期檢查、不及時更換磨損部件等,也可能導(dǎo)致聯(lián)軸器的失效。
聯(lián)軸器維護
聯(lián)軸器維護首先必須停止風(fēng)力發(fā)電機組,每個制動器處于制動狀態(tài),葉輪已鎖定。為了保證聯(lián)軸器的壽命,如更換聯(lián)軸器必須進行對中試驗,偏移水平0.2mm,如果錯誤大于0.2mm,則必須將其調(diào)整到誤差內(nèi),聯(lián)軸器齒輪箱面小于0.15mm。
聯(lián)軸器維護:
1. 定期檢查:定期檢查聯(lián)軸器的所有部件,包括螺栓、軸承和齒輪。按照制造商的指南進行定期更換。
檢查聯(lián)軸器表面是否有防腐蝕作用;檢查聯(lián)軸器表面的清潔度,用清潔布和清潔劑清洗污垢;定期檢查聯(lián)軸器聯(lián)接緊固情況;檢查聯(lián)軸器的擺動偏差并進行校正。
2. 潤滑:正確選擇和定期更換潤滑劑對于聯(lián)軸器的壽命至關(guān)重要。根據(jù)聯(lián)軸器的類型和制造商的建議,選擇合適的潤滑劑。
3. 清潔和干燥:在維護聯(lián)軸器時,確保所有部件清潔并干燥,以避免腐蝕和其他問題。
4. 調(diào)整和維護:定期調(diào)整聯(lián)軸器的間隙,以確保齒輪、軸承和連接的正常運行。
5. 備份設(shè)備:為防止意外損壞,建議定期備份聯(lián)軸器的所有部件和相關(guān)文檔。
代表企業(yè)
新強聯(lián)
洛陽新強聯(lián)回轉(zhuǎn)支承股份有限公司(以下簡稱新強聯(lián))成立于2005年,坐落于九朝古都河南省洛陽洛新產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),是一家高新技術(shù)企業(yè)。新強聯(lián)以大型回轉(zhuǎn)支承產(chǎn)品和風(fēng)力發(fā)電機偏航變槳軸承及主軸承產(chǎn)品研發(fā)、制造、銷售為主,是服務(wù)于風(fēng)力發(fā)電、海工裝備、港口機械、盾構(gòu)機設(shè)備等行業(yè)的創(chuàng)新型龍頭企業(yè)。
公司主要產(chǎn)品包括:風(fēng)電主軸軸承、偏航軸承、變槳軸承、海工裝備起重機回轉(zhuǎn)支承、盾構(gòu)機軸承及關(guān)鍵零部件;工業(yè)鍛件;鎖緊盤;聯(lián)軸器等。
時代新材
株洲時代新材料科技股份有限公司(簡稱:時代新材)始建于1984年,前身為原鐵道部株洲電力機車研究所橡膠試驗室,現(xiàn)為中國中車股份有限公司一級子公司,是一家A股上市企業(yè)。
時代新材以高分子材料研究及工程化應(yīng)用為技術(shù)發(fā)展方向,致力于軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、汽車、先進高分子材料等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域系列產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)與銷售。產(chǎn)品品種千余種,并已實現(xiàn)大批量出口和海外經(jīng)營。
時代新材專注于風(fēng)電葉片及配套彈性元件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及運維服務(wù),公司風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域產(chǎn)品包括風(fēng)電葉片、風(fēng)電機組設(shè)備彈性支撐、液體復(fù)合彈簧、風(fēng)電聯(lián)軸器、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器等。
泰爾股份
泰爾重工股份有限公司創(chuàng)建于2001年,是集冶金智能裝備、激光技術(shù)、表面技術(shù)、粉末材料、工業(yè)服務(wù)、投資為一體的企業(yè),下屬8家子公司,是世界冶金行業(yè)裝備制造領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)之一。泰爾在轉(zhuǎn)型升級中,進一步明確了“一主兩翼”的發(fā)展戰(zhàn)略。以“智能化產(chǎn)品、智能化制造、智能化管理、智能化服務(wù)”打造冶金裝備的技術(shù)與研發(fā)平臺、核心制造平臺、設(shè)備備件服務(wù)交易平臺、設(shè)備大數(shù)據(jù)平臺,產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)于國內(nèi)外所有高端客戶和一千多條生產(chǎn)線;激光技術(shù)方面,服務(wù)于重大高端裝備制造和新能源、半導(dǎo)體行業(yè);表面技術(shù)方面,粉末材料、激光熔覆、熱噴涂,服務(wù)于鋼鐵行業(yè)、航空航天、軍工、核電、新能源、海洋工程等高端裝備關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。
來源綜合自:百度文庫、南京安維士、化工智匯坊、機械學(xué)習(xí)專區(qū)及各企業(yè)官網(wǎng)