□ 陈宗瑞 □周 伟 □陈柏宇

1.中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏常州 2130112.中车株洲电力机车研究所有限公司 湖南株洲 4120003.武进星河实验小学教育集团 江苏常州 213011

1 研究背景

随着国家风电政策调整,市场需求发生了巨大变化,未来,风电机组技术将向大功率和海上应用领域发展[1],4 MW～7 MW风电机组将成为主流机型[2]。根据主传动链的特点,风电机组可分为高速双馈风电机组、半直驱风电机组、低速永磁风电机组。其中，高速双馈风电机组占据大部分市场份额,是主流技术。高速双馈风电机组主传动链结构如图1所示，其中，AC/DC为输入交流电源转直流电源，DC/AC为直流电源转交流电源输出。

▲图1 高速双馈风电机组主传动链结构

齿轮箱作为高速双馈风电机组的核心部件[3],行业内多采用两级NGW行星轮系加一级平行轴结构[4]。行星齿轮结构如图2所示。通常将行星齿轮支承轴承通过过盈配合安装在行星齿轮内部,将行星齿轮内孔设计为支承轴承的轴承座。在实际使用中，行星齿轮受载后会发生倾斜、扭曲等多种形式的弹性变形,进而导致行星齿轮轴承外圈发生窜动、打滑,严重降低传动系统的承载能力,并会产生异常振动、齿轮间异常啮合，甚至会使轴承碎裂、轮齿断裂,从而降低传动系统的可靠性[5-6]。

▲图2 行星齿轮结构

随着风电机组功率的提高,工作载荷大幅增大,为了解决行星齿轮轴承外圈窜动问题,同时提高轴承的承载能力,减小齿轮箱径向尺寸，提高齿轮箱传递功率能力,多家公司采用无轴承外圈的行星齿轮与轴承集成设计方案,将行星齿轮内孔设计为锥孔，作为轴承外圈。……