一种风电机组的齿轮箱与发电机总成及其拆卸方法与流程

本发明涉及风力发电，具体涉及一种风电机组的齿轮箱与发电机总成及其拆卸方法。

背景技术：

1、随着风电市场竞争，风电设备价格不断降低，风电机组制造商必须在确保性能满足要求的前提下不断降低制造成本。在机组构成中，传动链的成本及性能直接决定了机组的成本及性能。

2、传统的风电机组传动链包含轮毂、主轴、主轴轴承、轴承座、齿轮箱、发电机、联轴器等部件。为提高市场竞争力，风电机组传动链的发展趋势是将主轴、主轴承、主轴承座、齿轮箱、发电机等部件集成为一体结构，从而取消部分联轴器，共享箱体结构，以此来减少零部件数量和缩短传动链长度以降低重量，从而实现降低成本的目的。此种结构的机组通常称为全集成传动链风电机组。也有将传动链中的齿轮箱与发电机集成，或齿轮箱与主轴部件集成，而其余部件不集成的半集成结构。

3、在全集成传动链中，增速齿轮箱输入轴与主轴后端用螺栓（或螺栓+销）刚性连接为一体，实现主轴的扭矩传递给齿轮箱；而齿轮箱前箱体与主轴轴承座用螺栓刚性连接为整体；齿轮箱后箱体与发电机定子壳体刚性连接为整体；发电机转子与齿轮箱输出轴直接连接或通过联轴器连接。半集成结构中，一种方案为齿轮箱后箱体与发电机定子壳体刚性连接为整体；发电机转子与齿轮箱输出轴直接连接或通过联轴器连接。

4、相对传统的风电传动链结构，可见集成式或其中一种半集成式传动链结构的一个主要特点为：发电机定子壳体固定在齿轮箱后箱体上，而发电机转子则悬挂安装在齿轮箱输出轴上。由此可见，发电机不是独立部件，而是定子与转子分别悬挂安装在齿轮箱后端，与齿轮箱组合为一个整体，构成齿轮箱-发电机集成组件。该种集成组件具有结构紧凑、重量轻、成本低的优点。

5、但是也有不利的方面，即：齿轮箱输出级的太阳齿轮和与其相连的输出轴、轴承等的工作转速远远高于齿轮箱其余零部件，属于高速重载工况，因此属于故障高发部位。但该部分零部件却被发电机定子包围在齿轮箱后端的中心，轴向也被发电机转子阻挡，一旦发生故障，在机舱现场无法进行维修/更换部件。要完成维/更换，必须动用大型吊车（陆地）或吊装船（海洋），将齿轮箱发电机整体部件一起从机舱中拆卸、吊出，然后运输到制造工厂，将发电机从齿轮箱后端拆卸开，再维修齿轮箱的输出级太阳轮或输出轴部件（包括输出轴、输出轴轴承、密封圈等）。修复完成后再运输到现场，还需要用大型吊车或吊装船完成回装。全过程工作量大、吊装费用极高，最终维修成本高昂。另外，由于该种方式从拆卸、运输、维修、吊装复机等，整个维修周期耗时长，停机导致发电量损失巨大。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有齿轮箱-发电机集成组件中，齿轮箱部分发生故障时极易产生巨额的维修成本和发电量损失的问题，提供一种风电机组的齿轮箱与发电机总成及其拆卸方法。

2、一种风电机组的齿轮箱与发电机总成，包括：

3、齿轮箱，所述齿轮箱具有输出轴组件，所述输出轴组件与所述齿轮箱的箱体可拆卸连接；

4、发电机，具有转子及过渡法兰，所述过渡法兰可拆卸安装于所述转子内，所述过渡法兰与所述输出轴组件可拆卸连接；

5、其中，所述转子被配置成可通过连接工装安装于所述齿轮箱的箱体上，所述转子的内腔大于所述输出轴组件的最大外径，以使所述过渡法兰拆卸后，所述输出轴组件能够从所述转子内取出。

6、在其中一个实施例中，所述输出轴组件包括轴承座及安装于所述承载座上的输出轴，所述轴承座可拆卸地安装于所述齿轮箱的箱体上，所述过渡法兰与所述输出轴可拆卸连接。

7、在其中一个实施例中，所述转子包括转子轮毂，所述转子轮毂安装于所述转子内，所述过渡法兰与所述转子轮毂可拆卸连接，所述转子轮毂的内腔大于所述输出轴组件的最大外径。

8、在其中一个实施例中，所述齿轮箱的箱体上设有定位孔，所述转子上设有维修孔，所述连接工装用于穿设于所述定位孔和所述维修孔内，以将所述转子安装于所述齿轮箱的箱体上。

9、在其中一个实施例中，所述连接工装包括固定工装、螺纹紧固件及锁紧螺母，所述固定工装穿设于所述定位孔和所述维修孔内，所述固定工装沿轴向设有通孔，所述螺纹紧固件的一端通过所述通孔螺纹连接在所述定位孔内，所述螺纹紧固件的另一端通过限位头与所述固定工装轴向限位，所述锁紧螺母安装于所述固定工装上限位所述转子。

10、一种如上述任意一项所述风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，包括以下步骤：

11、拆卸发电机后盖附件，显露转子内的操作空间；

12、将发电机的转子通过连接工装安装于齿轮箱的箱体上；

13、拆卸过渡法兰并移出到发电机外放置；

14、拆卸输出轴组件，将所述输出轴组件经所述转子内的空腔移出发电机外。

15、在其中一个实施例中，所述拆卸发电机后盖附件，显露转子内的操作空间的步骤之前还包括：

16、定位风电机组的传动链，使定位孔与维修孔正对，锁住风轮。

17、在其中一个实施例中，所述将发电机的转子通过连接工装安装于齿轮箱的箱体上的步骤具体内：

18、将固定工装穿入到定位孔和维修孔内；

19、将螺纹固定件通过固定工装的通孔穿入到定位孔内，将螺纹紧固件的一端与定位孔螺纹连接，螺纹紧固件的另一端通过限位头与所述固定工装轴向限位；

20、将锁紧螺母安装于固定工装的端部，使锁紧螺母紧贴维修孔的端面并施加要求力矩。

21、在其中一个实施例中，所述拆卸过渡法兰并移出到发电机外放置的步骤具体为：

22、拆除过渡法兰与转子的连接螺栓；

23、将吊具的吊臂伸入到转子内与过渡法兰连接；

24、拆除过滤法兰与输出轴的连接螺栓，吊具将过渡法兰移出到发电机外。

25、在其中一个实施例中，所述拆卸输出轴组件，将所述输出轴组件经所述转子内的空腔移出发电机外的步骤具体为：

26、将输出轴组件与齿轮箱的箱体拆卸；

27、将吊具的吊臂伸入转子内与输出轴组件连接；

28、采用直线驱动机构将所述输出轴组件从所述转子的内腔移出。

29、上述风电机组的齿轮箱与发电机总成及其拆卸方法，输出轴组件为可独立拆卸的部件，在输出轴组件拆卸地过程中，转子通过连接工装安装于齿轮箱的箱体上，将转子悬挂固定在齿轮箱的箱体上，使过渡法兰不再承受重力，然后将过渡法兰拆卸形成维修通道，最后进行输出轴组件的拆卸，转子的内腔大于输出轴组件的最大外径，输出轴组件能够从转子内取出。该部分操作可在机舱内完成，无需整体拆卸齿轮箱发电机部件。由于输出轴组件、过渡法兰等重量远远小于齿轮箱-发电机集成组件重量，无需租用大型吊车或吊装船，实现对故障率最高的齿轮箱输出太阳轮和输出轴部件的机舱快速拆卸及复装，从而简化齿轮箱-发电机总成的维修工作，大幅度降低维修难度和维修成本，并能缩短维修周期，进一步降低了机组的停机发电量损失，最终提升了机组的竞争力。

技术特征：

1.一种风电机组的齿轮箱与发电机总成，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成，其特征在于，所述输出轴组件包括轴承座及安装于所述轴承座上的输出轴，所述轴承座可拆卸地安装于所述齿轮箱的箱体上，所述过渡法兰与所述输出轴可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成，其特征在于，所述转子包括转子轮毂，所述转子轮毂安装于所述转子内，所述过渡法兰与所述转子轮毂可拆卸连接，所述转子轮毂的内腔大于所述输出轴组件的最大外径。

4.根据权利要求1所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成，其特征在于，所述齿轮箱的箱体上设有定位孔，所述转子上设有维修孔，所述连接工装用于穿设于所述定位孔和所述维修孔内，以将所述转子安装于所述齿轮箱的箱体上。

5.根据权利要求4所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成，其特征在于，所述连接工装包括固定工装、螺纹紧固件及锁紧螺母，所述固定工装穿设于所述定位孔和所述维修孔内，所述固定工装沿轴向设有通孔，所述螺纹紧固件的一端通过所述通孔螺纹连接在所述定位孔内，所述螺纹紧固件的另一端通过限位头与所述固定工装轴向限位，所述锁紧螺母安装于所述固定工装上限位所述转子。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，其特征在于，所述拆卸发电机后盖附件，显露转子内的操作空间的步骤之前还包括：

8.根据权利要求7所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，其特征在于，所述将发电机的转子通过连接工装安装于齿轮箱的箱体上的步骤具体内：

9.根据权利要求6所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，其特征在于，所述拆卸过渡法兰并移出到发电机外放置的步骤具体为：

10.根据权利要求6所述的风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法，其特征在于，所述拆卸输出轴组件，将所述输出轴组件经所述转子内的空腔移出发电机外的步骤具体为：

技术总结本发明公开了一种风电机组的齿轮箱与发电机总成，包括齿轮箱及发电机。齿轮箱具有输出轴组件，输出轴组件与齿轮箱的箱体可拆卸连接。发电机具有转子及过渡法兰，过渡法兰可拆卸安装于转子内，过渡法兰与输出轴组件可拆卸连接。其中，转子被配置成可通过连接工装安装于齿轮箱的箱体上，转子的内腔大于输出轴组件的最大外径，以使过渡法兰拆卸后，输出轴组件能够从转子内取出。本发明还公开了一种上述风电机组的齿轮箱与发电机总成的拆卸方法。上述风电机组的齿轮箱与发电机总成及其拆卸方法，无需租用大型吊车或吊装船，实现对故障率最高输出轴部件快速拆卸及复装，大幅度降低维修难度和维修成本，降低了机组的停机发电量损失。技术研发人员：黄永平,石利勇,侯文受保护的技术使用者：中船科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18