2.3. Inherent reliability issues due to non-torque loads

Non-torque loads affect the planetary load sharing, gear load distribution and bearing load at the planetary gear stage of the GRC gearbox. All of these parameters affect the design and fatigue life of the planet gears and bearings. Different combi- nations of torque and non-torque loads can cause gear edge load, tooth pitting, bearing fatigue and  skidding.

2.3.1. Disturbed planetary load sharing

A non-dimensional quantity M= My/Tin was introduced to consider the combined loading condition, where My is the pitching moment and Tin is the rated input torque. Figure 8(a) shows the planetary gear load sharing with various M and torque to represent the operating conditions during the dynamometer testing. The applied loads include torque at three levels (25%, 50% and 100% of the rated torque) and main shaft bending moments at several levels from 95 to 180 kNm

摘要：由风力涡轮机转子悬伸重量和空气动力学引起的非转矩负载可能会极大地影响传动系统的负载和响应。如果处理不当，这些负载可能会导致齿轮箱部件寿命缩短。 这项工作使用分析建模，计算模型和实验方法来评估两种不同的传动系统设计，以最大限度地减少非扭矩负载对变速箱可靠性的影响：由美国国家可再生能源实验室（NREL）齿轮箱可靠性协作研究的一种改进型三点悬架传动系统（GRC）和阿尔斯通开发的PureTorque®传动系统。 在原来的GRC传动系统中，存在不均匀的行星负载分配和共享，它们可能导致齿轮齿蚀，并降低行星轴承的寿命。  NREL GRC团队通过更换行星齿轮级的滚动轴承来改变传动系统的原始设计。在这种改进的设计中，行星齿轮级中的齿轮箱轴承预计将非转矩负载直接传递到齿轮箱壳体而不是齿轮。 阿尔斯通的纯扭矩传动系统具有轮毂支撑配置，可将非扭矩负载直接传输到塔内，而不像其他设计方法那样通过变速箱。阿尔斯通Pure Torque传动系统的分析模型可以深入了解汽轮机部件重量，气动力和由此产生的传动系负载之间的关系。 在阿尔斯通Pure Torque传动系统中，主轴弯曲载荷比额定扭矩低几个数量级，几乎不受风速，阵风或涡轮机操作的影响。 版权所

关键词：风力发电机组 动力传动系统; 纯扭矩; 三点悬挂; 非转矩负载

1.引言

1,3过早的变速箱故障对风电场的运行成本有显着的影响2大量受损的变速箱需要维修或完成大修期间的大修该服务2

齿轮传动系统是陆上风力涡轮机最普遍的设计，由主轴，主轴承，变速箱，发电机联轴器和发电机组成。 不同的转子支架和轴承配置可用于不同的制造商，可分为四类：（i） 三点悬架（图1） ， （ii）双主轴承悬架（图2（a）），  iii）集成传动系 （图2（b）） 和 （iv） 带有柔性联轴器的轮毂支撑传动系，如阿尔斯通的纯扭矩传动系 （图3） 。 在三点悬挂系统中，两个主轴轴承的后部主轴承集成在行星齿轮箱的齿轮箱中。双主轴承悬架采用两个独立的主轴承，理想地承载来自转子的所有非转矩负载并通过底板将它们传输到塔内。由于四点设计是一个过度约束的系统，因此它可能对传动系统结构的深入敏感。集成传动系统的主轴承集成在变速箱内。 非扭矩负载通过齿轮箱壳体传递。 纯扭矩传动系统使用一组可伸缩的联轴器将转子与主轴（也称为转矩轴）连接起来。使用柔性联轴器（例如Pure Torque传动系统中应用的联轴器）可以消除大多数情况先进的传动系统设计可最大限度地减少非扭矩负载的影响