李天宇
华能江苏清洁能源分公司 江苏省南京市 210000
摘要：在社会经济快速发展的现代社会，地球上的能源已经出现了严重的危机，大力开发新型清洁能源已经成为了一种不可避免的趋势。本文主要分析风力发电齿轮箱机械设计中存在的问题，并结合风力发电的实际情况寻找行之有效的解决措施，从而为风力发电的不断发展提供强 有力的保障。
关键字：风力发电；齿轮箱；机械设计；问题对策
齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分，它可以使得风轮在风力的作用下进行快速转动，从而实现风能向电能之间的转化。但是在风力发电的工作实践中，自然界中的风能并不足以达到发电机的切实需要，这就要借助齿轮副的作用来进一步增加风轮的转动速度。目前，我国风力发电的齿轮箱主要放置于塔端的顶部，加之其放置空间十分狭小，因而其维修难度相对较大。因此，相关部门必须不断优化风力发电齿轮箱的机械设计，进一步减少其出现故障的概率，从而为风力发电的高效进行奠定夯实的基础。
一、风力发电齿轮箱机械设计中存在的问题
（一）相关技术较为落后
在科学技术快速发展的现代社会，风力发电齿轮箱的机械设计一种处于不断的优化之中。但是由于各种因素的影响，我国风力发电齿轮箱的设计研究未能紧跟时代发展的潮流，其整体设计模式和设计理念较为落后，因而风力发电齿轮箱的质量还存在很大的问题。除此之外，我国风力发电齿轮箱机械设计的许多零件都主要依赖于国外进口，我国对其核心技术的掌握还有待进一步提高。与此同时，风力发电机组一般被设置在高山、荒野以及海滩等地区，这些地区的气候环境往往较为恶劣，并且容易受到自然灾害的侵袭，这对风力发电齿轮箱的整体质量也提出了更高层次的要求。
（二）齿轮箱传动的可靠性不高
风力发电齿轮箱对风力发电效果具有非常重要的影响，其内部的整体构造十分复杂，对机械设计的整体要求也相对较高。但是就当前风力发电齿轮箱的工作现状而言，其装置的可靠性还有待进一步的提升。我国风力发电齿轮箱可靠性不高的重要原因可以分为以下几点：其一，我国对风力发电齿轮箱的系统研究较为匮乏，其设计的整体意识并不是很强；其二，我国未能对均载机构进行深入研究，其对风力发电齿轮箱动力学研究严重不足。这些原因都在很大程度上影响了风力发电齿轮箱的整体质量，可能会使其造成断齿、断轴、漏油以及温度过高等不良现象，给风力发电工作的正常进行造成巨大的阻碍。
（三）缺乏丰富的基础设计
风力发电齿轮箱在进行长期运作之后，会进一步加大齿轮箱无故切入和切出以及停机等不良现象的发生概率，这在很大程度上影响了齿轮箱的正常运转。针对这种情况，很多国家都积极参与基础设计工作，从而为齿轮箱的优化提供丰富有效的设计数据、设计方法以及设计产品。但是在我国风力发电的工作实践中，相关部门对基础设计还缺乏全面的认识，导致很多试验工作无法得到有效推进，因而我国在短时间内仍然无法突破风力发电齿轮箱的设计难点，这就使得我国的风力资源无法得到最大化的利用。
（四）齿轮箱的故障类型较多
齿轮箱故障对风力发电造成的影响是十分巨大的，它会在很大程度上影响整个风力发电机组的正常运行。
在我国风力发电的工作实践中，齿轮箱的故障类型十分繁杂，主要包括齿面的磨损、胶合、擦伤、接触疲劳、弯曲疲劳、断齿以及点蚀等，这些因素都会使得齿轮箱和齿轮副出现不同程度的损坏[1]。针对这种情况，工作人员必须不断加强对齿轮箱的维护检修工作，从而及时发现其运转过程中存在的问题，切实减少齿轮箱故障所带来的经济损失。
二、风力发电齿轮箱机械设计的优化对策
（一）提高齿轮箱的设计水平
在风力发电的工作实践中，我国齿轮箱的设计技术以及设计原件大多数依赖于国外进口，但是由于地理环境以及安装水平的差异，我国风力发电齿轮箱的使用情况并不是十分乐观。针对这种情况，我国必须不断加强对风力发电齿轮箱的研究工作，从而进一步提高我国齿轮箱的设计水平，制造出符合我国实际情况的风力发电齿轮箱，从而进一步提高我国的风力发电效率，切实缓解我国的能源紧缺问题。与此同时，我国还应结合自身的设计情况以及国际上先进的设计技术和设计理念，构建科学合理的研究开发平台，切实解决风力发电过程中齿轮箱故障问题。除此之外，风力发电齿轮箱的设计过程对资金以及人才的需求相对较大，因此我国相关部门必须不断加大风力发电齿轮箱设计的资金投入，不断引入先进的设计理念和设计人才，从而为风力发电齿轮箱设计工作的顺利进行奠定夯实的基础。
（二）优化齿轮箱的可靠性
风力发电齿轮箱的可靠性与齿轮箱的使用寿命之间存在着直接的联系，因此工作人员要深入分析齿轮箱出现故障的根本原因，从而结合当前先进的技术研究以及大量的数据分析，不断优化风力发电齿轮箱的可靠性，切实提高风力发电齿轮箱的使用寿命，有效减少风力发电工作实践中的资金投入。在此过程中，工作人员要进一步加大风力发电齿轮箱以及配套轴承设计工作的研究，并实时记录相关的设计数据和设计手段，为风力发电齿轮箱的进一步优化奠定夯实的基础。与此同时，工作人员也要切实解决风力发电齿轮箱运转过程中漏油、噪音大以及密封性差等诸多问题，并对风力发电齿轮箱的可靠性进行试验分析，使得风力发电人员对齿轮箱运转过程中可能存在的问题有一个较为全面的认识，从而切实提高风力发电的实际效率。目前，风力发电齿轮箱可靠性分析主要包括强度分析、疲劳分析、稳定性分析、变形极限分析以及动力学分析，这些分析数据会对后期风力发电齿轮箱优化工作提供良好的数据支持[2]。
（三）加强齿轮箱的维护工作
为了保障风力发电齿轮箱的正常运行，进一步减少风力发电齿轮箱故障所带来的经济损失。相关部门必须切实加强风力发电齿轮箱的日常维护工作，从而及时发现其运转过程中存在的安全隐患，进一步提高其使用寿命。在此过程中，工作人员要定期清洁风力发电齿轮箱的表面，并检查箱体及润滑管路是否存在渗漏和松动现象，检查箱底放油阀是否存在渗漏和松动现象；检查油标尺的油位和油色受否正常；检查各个传输导线是否存在磨损，检查机组运转过程中是否存在异常噪音[3]。与此同时，工作人员还要定期更换齿轮箱的油滤清器，并对油液进行定期采集，对齿轮箱的振动情况进行定期监测，从而为齿轮箱的正常运转提供强有力的保障。
结语：
风力发电可以有效缓解当前全球的能源紧缺问题，因而已经在各个国家得到了广泛的使用，有效促进了风力发电机组的快速发展。但是在我国风力发电的工作实践中，其齿轮箱的机械设计还存在较大的问题，这在很大程度上制约了我国风力发电的快速发展。针对这种情况，相关部门要结合我国风力发电的发展现状以及国际上先进的技术水平，不断加强风力发电齿轮箱设计研究工作，切实优化风力发电齿轮箱的可靠性，并对风力发电齿轮箱进行定期的检查维修，进一步优化风力发电齿轮箱的运转状态，为我国风力发电的快速发展奠定夯实的基础。
参考文献：
[1]武静,史伟.风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探究[J].科技风,2020(08):170.
[2]申凯.风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及对策研究[J].科技风,2018(26):209.
[3]郭峰.风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略[J].计算机产品与流通,2018(06):244.