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摘 要：面对风电产业产能过剩、市场竞争激烈的困境，齿轮箱企业应抓住机遇，做好转型调整，与整机企业一同强化科技支撑体系，打好基础，促进产业健康发展。
关键词：风电机组齿轮箱；产品研发；可靠性
0 前言
我国风电业经历过井喷式发展和高速投资扩张后，产业形势并不乐观，产能过剩、设备利用率低下、债务缠身使某些企业陷入亏损漩涡。不管是整机厂还是零部件厂，均面临这一尴尬的局面。但是，面对资源短缺和环境保护的巨大压力，国家加快发展可再生能源的政策不会改变，政府将出台多项措施，帮助企业逐步走出困境。机遇和挑战并存，这给行业带来希望。风电整机和零部件产业都必须严控产能非理性扩张，进行必要的整合，做好转型升级，练好内功，为今后长期健康发展创造条件[1]。
1 齿轮箱是风电机组关键部件的薄弱环节
机组传动系统是一个复杂的应力多变的系统，不单只是系统中的传动机械，包括机座支架、机舱布置、风轮结构、电气系统和控制方式等，相互关联，相互影响。任何一个环节有问题都可能使机组无法正常运转。齿轮箱在传统风电机组中用于风轮与发电机之间传递动力和增速，是风电机组的关键部件，承受着来自风轮变化多端的载荷和发电机电网一方的冲击，也是机组中的薄弱环节。
风力发电设备多安装在荒郊野外，并支撑在近百米的塔架上。恶劣的工作环境和高昂的安装维护成本为一般工业设备无法比拟。如果风电齿轮箱发生内部故障，在机舱内基本上无法处理，需出动数百吨级的吊车，进行产品调换，维护成本也随之大幅度提高。企业会因此耗掉很多成本。因此，对机组零部件的质量要求近乎苛刻，任何细小问题都不能掉以轻心。企业为此加大了资金的投入，动辄上亿或数亿的技改设备购置让企业不堪重负，再加上需要大量高级技术人才和工业化的基础，非一般企业所能承受。这使得前些年争相进入风电领域的一些企业压力巨大。
零部件企业不断扩大产能为整机企业需求配套；另一方面，又要不断开发新的机型，满足机组常年更新的要求。产品的更新和成型须要经历一定的程序，得到用户的认可周期更长。因此，风电设备零部件市场始终存在着发展不平衡的状况。
目前我国大多数风电机组是以引进欧洲技术或是以产品生产许可证方式进行的，从国外引进的只是风力发电机组的集成技术，并不包括像齿轮箱、电机等具体部件的设计制造技术。风电齿轮箱设计则是参照引进技术中的齿轮箱采购规范并参照国外样机进行的，齿轮箱的结构和联接尺寸多数按国外机组要求进行类比设计。由于机组的形式多种多样，企业即使引进了某一项技术，也无法满足众多整机用户的需要。
2 各种机型并存发展
以市场商用机组的份额来看，未来若干年，具有齿轮传动的双馈机组仍然是主流。这种传统的机型注重高功率密度设计，具有多年运转经验，稳定性较好。另一方面，直驱型机组和混合传动机组将按一定比例逐年递增，市场份额逐渐增长。直驱型机组取消齿轮箱后，缩短了传动链，简化了机舱结构，降低了精密机械传动的故障风险。但直驱型机组的低功率密度设计造成发电机体积庞大，运输吊装困难，难以适应特殊条件的需要。发电机的尺寸加大，对零部件供应商的制造能力也是一个挑战，近年来稀土金属不断涨价也给永磁电机制造增加了障碍[2]。
为了减小机组尺寸，采取的一种折衷方法是仍然采用增加齿轮传动的方式，即所谓的半直驱、混合驱动或紧凑型的机组等。尽量采用紧凑发电机结构，齿轮箱速比的减小对延长机组寿命也有利。
将齿轮箱与机架底座做成一体，或省去主轴，将齿轮箱挂在巨大的轴承上。这些措施也能够节省机舱体积，缩短传动链。但这种情况下，昂贵的轴承既要承受轴向力、径向力，又要承受风轮的颠覆力矩，会带来新的故障风险。
