大功率高可靠性齿轮箱—HTAS领先标准简介
本文摘要: 宣安光:好的,谢谢。下面要请天津华建天恒传动有限责任公司总设计师Toni Weiss介绍一下大功率高可靠性齿轮箱HTAS领先标准简介,大家...
宣安光:好的,谢谢。下面要请天津华建天恒传动有限责任公司总设计师Toni Weiss介绍一下大功率高可靠性齿轮箱HTAS领先标准简介,大家欢迎。
Toni Weiss:非常感谢邀请。我想简要的谈一下齿轮行业当然我也会给大家一些这个行业的背景信息。在欧洲已经历史悠久,但是在中国比较崭新,由于对于风机的需求量和使用量巨大,最近几年中国发展得非常快,所以我会介绍一下客户的需求,客户的需求是追求高可靠性和大功率。然后我会简单的介绍一下技术,华建天恒引进的世界级的新技术,当然,我也会谈一下这个HTAS这个高级标准,而且给大家介绍一下产品的应用。
首先介绍一下行业背景,那么这里有很多的数据的支持,这里的数字表现了在风机的一些故障和来自齿轮的故障是10%左右。发电机的故障是28%左右,还有变频器的故障是在17%左右。那么如果一个齿轮箱有坏了的话,可能是处于各种各样的原因。因此我们要保证一个非常高的可靠性,我们要保证足够的投资,确保这些齿轮箱的可靠性足够强。那么这样的话就可以避免在严酷的工作环境下出现了一些问题。在这个风机的早期时候多数都是多变,大载荷和严酷的工作环境。在出现了这一兆瓦的齿轮箱的时候,就是1998年,1999年的时候出现了很多的故障。
这些图是大家可以看到的齿轮箱出现的故障的情况,所以齿轮箱必须有更好的可靠性。还有在这个海洋以及军事行业方面也是非常重要的。最典型的失效是出现了磨损或者是遮断。最大的问题是轴承故障。特别是在输出的时候。很多的时候还有供油的问题,比如说像润滑油的问题,还有像泄露的问题。也造成了齿轮箱和风机的故障。那么要设计这个高可靠性的齿轮箱的话,这是客户的一个需求。客户需要具有可持续性的支持,需要有一些专业的研发来积累足够的经验。最后我们需要很高的效率,同时要保证持续发展的大功率的传动箱。现在Aerogear是一个国际领先的技术。这个技术和标准的齿轮箱不一样。在这里除了有标准的行星式的齿轮箱之外我们还采用了另外一种齿轮箱,就是红色的这个部分,红色这个部分和蓝色的部分相结合,最前面还连接了一个黄色的部分,这是输出的阶段。这个输出的阶段可以是标准的齿轮箱,那么这里的主要区别是行星式的齿轮是固定在轴上的,有一个固定的轴。齿轮作为定力,是纵轴的,可以进行好的监控。也可以用于五兆瓦的海上风机,这是在德国的一个例子。这是到目前为止第一款运行的,目前为止已经运行了八年了,实际上是很长一段时间了。而且已经证明了是非常成功的,不仅经过了验证,过一段时间之后打开以后里面还都是很好的。
那么,我们还有一个独特的技术引进的模式。提供一个许可的方式,通过HNT公司,通过华建天恒来引进这个技术满足特殊的需求。特殊的风机,而且这是一个全套的设计,包括生产、组装,检查和测试。检测和测试,而且他也涉及不同的技术支持,比如说标准和规范,供应链和设备采购,厂房设计和工艺布局等等。它现在在前期导入MM82,MM92,DF2000和GH3W的传动箱。尽管我现在退休了,但是我还是在工作来推广这个齿轮箱。
大家听到我们在谈话这个HTAS这个标准,产品的设计,也就是说我们有比较高的安全的要求,确保投入到市场的齿轮箱是高质量的,我们在设计的过程中是非常严格的,如果设计的时候出现了故障,降低5%的应力。那么最后会造成严重的产品寿命的损伤,可能是造成10%的产品寿命的损失。那么这也是有必要,我们要提供这种可靠的,而且坚固的齿轮箱。
另外要减少零部件的数量,这也是齿轮箱系统当中一个非常重要的一点。我们要能够生产这种低应力的高安全系数的齿轮箱。另外大家在风电行业也非常感兴趣的一点是低噪音和高效率。高效率本身也是有很多因素共同成就的。那么我们要保证这个结构性的噪音不会传递出去。另外,还有一个理念是可以完全的拆分,如果需要的时候,几百个齿轮我们要能够拆卸这些齿轮,有的时候可能不是完全必要的,但是如果维护需要的话,拆卸也应该是可能的。还有我们要有应用世界独有的渗碳淬火工艺打造高强的齿圈,还有要满足今天的要求和标准的话,我们应该有一个独特的测试系统,为了提供所有的这些高可靠性的设计特性,一个公司必须要达到这个德国的质量的标准。那么要在设计的时候,你要获得所有的这些技术的数据,你要加载一些,你要有高安全的系数和低应力设计的理念。那么,这是一个典型的流程。怎么样来计算这种损失当量的载荷。那么你也应该确保他的安全性。在这里大家看到的是系统,如果把左边和右边的标准普通的齿轮来比较的话,你可以看到齿轮和轴承的数量少,所以故障的风险性更低,齿轮的数量是不一样的,因为Aerogear的轴承应力更低,桑一它的可靠性就极大的提升了及特别是在一些非常严格的作业条件下比如说这种行星的齿轮有的时候就不转了。所以明显Aerogear表现得更好,而且更安全。
那么,由于应力低,行星的齿轮没有交并载荷,你可以看到车轮的方法是一样的,但是旋转的情况,行星的齿轮宣传只是朝着一个方向旋转。而Aerogear可以多个方向,这是Aerogear的一个明显的优势。如果我们比较一下效率的话,Aerogear的效率在传输这个电力的时候,明显节耗,正像我刚才提到的,可以在理论上减少这个功率的损耗,像图表的左边所显示的。你也可以采用这种行星式的齿轮,改变它的轴承系统,在右边你可以看到,可以测试这个理念。
还有另外一个设计特性是世界上独有的渗碳淬火的工艺,高强齿圈。你可以看到这个齿轮的改变,在这里你还可以看到右边这个质量非常好,而左边将近两万小时的运行。在运行了三年之后,这个齿轮还是表现出非常强劲性能,另外一个测试的设计特征是我们独有的测试题实验。这里有各种各样的泵,你可以去测量这些油压和其他的一些比如说输入的速度去测试这些齿轮。但是我们在测试这个齿轮是一回事,所以有必要的。但是在现实生活中的齿轮的体验还是更重要的。
我觉得这意味着你们需要有对不同的,在检测的时候需要有一定的标准,要采用一定的标准。我们华建天恒也提供了标准,你可以百分之百的记录、生产和组装的过程。做一些故障的分析。你还需要很多的这些运行的机械,磨切的机械,你可以看到我们最新更新的这些齿轮提供给中国的齿轮。还有你需要一个质量的指导控制原则,这应该设定一个行业的最低标准,每个厂家都应该遵守的标准。你还需要充分的监督,你外包的这些零部件的质量,这是非常重要的。那么,你应该让你的供应商了解到他们应该生产和你们的产品质量一样的产品。而且你当然也要自己做一些样本。你还要控制所有的泄露确保不犯错,而且非常仔细的来建立关键点的控制。要确保高标准。我们还用汽车生产控制流程和军工流程,并且整合所有的标准和流程来实现一个高可靠性的大功率增速箱。我们还做了一些测量。有一个系统提供这个轮毂,还有加热,所以这是世界上独有的渗透淬火工艺的高强齿圈,能够得到国际先进的标准,这套系统上的变动量都小于0.5。最后我们测试的系统关键指标斗鱼高于同行的,达到了国际领先的标准,这是我们华建天恒获得GL的授证认证仪式,这是我们很短时间内获得了这个认证,很多年轻人和我们一起在来发展这个技术。
另外还有一张图片也是关于齿轮箱的检测,温度是35度,不开启冷却风扇,百分之百载荷连续运转六个小时之后,高速轴的轴承最高温度温度是76度,是比较低的,所以表现是很好的。谢谢。