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摘要：风力发电机的风场m/s在较宽敞且风力强大的室外，其年平均风速可达每6.0～7.0m/s，再加上地势气候如昼夜温度差大等恶劣的自然条件，相关故障也就由此而来。当前，我国具有人口众多的特点，用电量需求量大，为了践行落实我国的环保战略，我国逐渐将风力发电等作为重要的发电途径之一。在风力发电过程中齿轮箱发挥着关键性作用，因此应重视对齿轮箱的优化设计，以降低其故障发生率，这是保证风力发电质量的关键。基于此，本文主要对风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略尽心分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：风力发电；齿轮箱机械设计；问题及策略；探究
引言
齿轮箱是风力发电机的主要传动部件，在故障威胁的情况下，其必然是首先也是受影响较为严重的，不仅成为风电机的故障常发的部件，而且也是较关键的故障处理部件之一。在载荷高风速大的刺激下，更应该合理科学地采集并分析齿轮箱振动信号，为更好地发现并排除故障提供参考。
1风力发电齿轮箱机械设计中存在的问题
风力发电齿轮箱机械设计中存在的问题主要涉及到以下几个方面：首先是轴承易损坏。轴承是齿轮箱的的重要部件，对于风力发电设备的正常运转具有重要影响作用。根据研究发现，齿轮箱构件内部的轴承损坏率较高，而且其一旦损坏，修复极为复杂且难度高，这也是影响风力发电设备正常运转的因素之一，当前在风力发电系统中应用较多的为增速齿轮箱，这种齿轮箱轴承较容易发生故障，如果轴承无法正常运转，则会导致风力发电系统无法正常进行发电。因此，在齿轮箱的设计过程中，应将轴承作为重点去考虑，为保证发电设备稳定工作，在设计齿轮箱时应依据科学原理结合实际情况，合理设计轴承的结构，同时选择合适的材料，延长使用期限。其次是设计计算方法不够成熟。齿轮箱机械的设计过程中，科学的计算方法较为关键。在我国的风力发电装置中，关于齿轮承载能力的计算还缺乏完善的算法体系，因而不能根据实际需要精确的对齿轮的承载力进行调整，影响风力发电齿轮箱的正常使用;就当前来看，美国在风力发电机齿轮箱的设计上以AGMA2101-C95为计算标准，而我国的计算标准为GB3480，相较而言，发达国家的设计计算方法更加成熟，更加规范，而我国设计计算方法还不够成熟，因而使得齿轮箱设计质量和性能大打折扣。
2优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略
2.1神经网络方法
优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略之一是神经网络方法。该方法是相对敏感的一种方法，对动物的神经网络行为特征进行一定程度的效仿，在利用分布式并行信息处理的算法数学模型对其进行合理地有经验地计算以及掌握，只有了解到相关故障的内在联系，才能更好地实现信息得到良好的处理的目的。而神经网络则是更人性化并细节地利用模型众多节点进一步掌握其内部联系，同时神经网络也逐渐被越来越多的人接受，并成熟地发展出许多类似于小波神经网络以及BP神经网络等的分支。据长久使用的经验所知，其之所以得以广泛推广运用，不只是因为其可以有效地识别并诊断故障，更是因为其通过对复杂的信号进行处理并进行有效的分类为相关工作人员带来许多便利，尤其是对一些难以有规律可循但又较致命的故障的诊断而言，实为不错的选择。
2.2回归分析法
优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略之二是回归分析法。 “回归”源于英国著名遗传学家、统计学家弗朗西斯•高尔顿和现代统计学的奠基者之一皮尔逊在研究父母身高与其子女身高的遗传问题时发现的。
他们观测了1078对夫妇的平均身高和他们的一个成年子女的身高，将这些结果在平面直角坐标系上绘成散点图后，发现两者之间几乎是一条直线。在对试验数据进行深入分析后，发现高个子父辈生的子辈身高有变高的趋势，矮个子父辈生的儿子一般不会比父辈身高还低，而是向一般人的均值靠拢。高尔顿根据试验数据推测出父辈身高与其成年儿子身高的关系式的过程就是著名的“回归分析”。当只有一个自变量时，称为一元回归分析；当自变量有两个或者多个时，则称为多元回归分析。按自变量和因变量之间的关系类型，可将回归分析分为线性回归分析和非线性回归分析。由于回归分析在分析多因素问题时可以准确地计算各个变量之间的相关程度与回归拟合程度的高低，能够根据实测数据推测出更接近实际数据的数学模型。
2.3油样分析法
优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略之三是油样分析法。齿轮的运转离不开润滑油的使用，而设备故障会导致润滑油成分的改变，针对润滑油取样分析，通过对杂质类型的判定查找问题所在，也可以避免杂质对润滑油的污染。在工程实际应用中，若发现轻度润滑油污染，可以加装润滑油离线过滤器来解决，该方案在国内外很多大型风力发电机组上都已成功应用。
2.4疲劳测量
优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略之四是疲劳测量。利用应变力传感器，对叶片进行检测，能够了解叶片的使用状态来判定其寿命以及疲劳状况。这种方法在实际的使用中不是很多，因为这种传感器的安装会在一定程度上降低设备可靠性。
2.5建立专业的机械设计团队，重视技术研发
优化风力发电齿轮箱机械设计的有效策略之五是建立专业的机械设计团队，重视技术研发。风力发电在我国电能供应方面具有深远意义，要提升风力发电的整体性能，应重视齿轮箱设计，基于此，应重视组建专业的设计团队，这是提升齿轮箱质量和性能的关键。首先，企业应重视对专业设计人才的选拔，面向社会公开招聘，选拔对于齿轮箱设计有深入研究的专业人员，同时可以加强与国外先进企业的合作，引进先进的齿轮箱设计技术，从而提升我国的齿轮箱生产和制造水平;其次，重视定期做好维护工作，尽量降低外界因素对齿轮箱的腐蚀及损坏，通过维护可以延长齿轮箱的使用年限，同时可以及时发现齿轮箱运行过程中的问题，以便及时提出解决方案，避免出现故障，影响正常发电。
结语
总之，风力发电在未来将成为趋势，其具有无污染、环保、可持续利用的优势，能够缓解资源紧张的问题，重视风力发电的应用，需要重视风力发电齿轮箱机械设计，在当代社会的生产生产中，电能已经成为不可或缺的资源，运用风力发电也成为时代趋势，在风力发电过程中齿轮箱的设计较为重要，设计人员应重视对齿轮箱的研发设计，不断提升设备的使用效果和性能，以使其能够适应恶劣的环境，提升发电效率，保障发电的稳定性和持续性。同时，还需要重视对齿轮箱设计过程的优化，对使用环境进行评估，选择最佳材料，从而制造出高标准，适应环境能力强的风力发电齿轮箱，通过提升齿轮箱使寿命和稳定性，进一步提升我国风力发电水平。
参考文献
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