国内风电齿轮箱产业现况和发展建议

　　海上风电是具有重大挑战性的项目，涉及更大容量风电机组的设计、制造、运输、安装和维护。对齿轮箱而言，对稳定可靠性要求更高。除了陆上机组的要求外，更增加了抗海啸风暴、防海水水雾腐蚀以及绝缘等特殊要求。
　　今后各种机型将并存发展，都需不断取得技术突破，来弥补自身薄弱环节。
　　各种不同容量不同形式的风电机组适应不同国家和地区，机组容量不宜一味求大。在不同的层面上都会有所需求。只有适合当地实际需求、质量上乘的机组，才会受到用户的青睐。厂家在确定技术路线时要看准方向，将有限的资金用到最当用的地方。
　　风电机组对齿轮箱要求很高：体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修方便等。为了适应风电场这样特殊应用环境的需要，对齿轮箱的强度和精度都提出了极高的要求。整个制造过程都要处于极严格的控制之下，为此企业必须彻底改变旧的管理理念，对整个制造过程进行极严格的控制，包括原材料控制、热处理和机加工的工艺衔接、精度提高、清洁度的控制等。齿轮箱装配完成后，在工厂的试验台架上，通过施加额定负荷和一定比例的超载负荷，对齿轮箱的运转、噪声、温度、速度、振动、润滑、齿轮和轴承的工作状态等完成一系列的测试。在重要部位安装相应的传感器和测试仪器检测，获取参数值。在试验中根据检测信号的异常程度即可判断运转是否正常，产品各项技术指标是否满足设计要求。
　　齿轮箱失效的主要形式是轮齿折断和齿面点蚀、剥落等。除了自身的结构和设计制造因素外，机组的动力学结构和特殊的使用条件也会加速齿轮的失效进程。由于运转中齿轮箱是变工况的，在齿轮受风载频繁变化冲击时，如果齿轮的微动磨损超过一般设计预期，往往使用2 年至3 年就出现齿轮点蚀。这种失效与接触精度和硬化表层物理冶金因素有关。对付点蚀，要保证齿轮的疲劳强度和加工精度，所有能用得上的措施都采用也不为过。这包括原材料控制、热处理和机加工的协调、齿面精度和粗糙度的提高、烧伤的控制等。
　　3 需要攻克的重要课题
　　未来几年，我国风电齿轮箱行业需要攻克一些关键课题，加强质量管理，健全配套体系。主要体现在几个方面[3]。
　　3.1 提高产品设计水平
　　目前国内兆瓦级以上的机组大多是按引进技术开发的。由于国内外的气候条件和环境不同，风电场使用保养水平、原材料以及制造和安装水平存在差异，大部分进口或国产齿轮箱都面临早期损坏的问题。究其原因很多，其中设计落后是重要的一个。
　　风电齿轮箱是传统风电机组传动轴系中一个最重要而又是最脆弱的部件。理想的情况是让齿轮箱完成传递扭矩和增速的任务而不承受其他附加载荷。实际上，风况的多变和机组的复杂变形，再加上机组在各种工况出现的载荷冲击，给齿轮箱设计增添了不少不确定因素，加大了设计难度。
　　风电齿轮箱的优化设计必须在机组轴系整体分析研究的基础上进行。在机组整体设计之初，由于理论、经验和使用条件等原因，很少对增速齿轮箱进行深入的分析研究。往往是在机组总体布局时留出一个空间，简要地规定前后联接及技术要求。所谓的“建模”，也只是在理想的条件下进行设想，与实际运转状况尚有较大距离。因此，企业应加强产品优化设计的投入，创造条件深入细致地分析研究，提高设计水平。
　　除了完善原有传统机型兆瓦级齿轮箱的结构性能外，还应关注混合驱动、速度补偿型、功率分流型以及各种特殊传动机型的进展，及时投入科研力量来支持技术创新。
　　3.2 建立研究开发平台