1、酒泉職業技術學院文）11 級 風能與動力技術專業題 目： 1.5MW 永磁直驅風力發電機組底座安裝工藝畢業時間：二一四年六月學生姓名：呂鵬指導教師：方占萍班 級：11 級風能與動力技術（3）班2013 年 10月 26日酒泉職業技術學院14 屆各專業畢業論文（設計）成績評定表姓名呂鵬班級11 風電3 班專業風能與動力技術指導教 師第一 次指導 意見年月日指導教 師第二 次指導 意見年月日指導教 師第三 次指導 意見年月日指導教 師評語 及評分成績：簽字（蓋章）年月日答辯小 組評價 意見及 評分成績：簽字（蓋章）年月日教學系 畢業實 踐環節 指導小 組意見簽字（蓋章）年月日畢踐指員核 院實節委審

2、 學業環導會意見簽字（蓋章）年月日說明： 1 、以上各欄必須按要求逐項填寫.。 2、此表附于畢業論文（設計）封面之后。摘要 1.關鍵詞 1.一、風力發電機組分類簡介2二、風力發電的優缺點2.（一）優點2.（二）缺點2.三、金風1.5MW 永磁直驅風力發電機組結構3（一）葉輪的結構組成3.（二）發電機的結構組成3.（三）機艙的結構組成4.（四）塔筒的結構組成4.四、底座偏航軸承、剎車盤、制動器安裝4（一）偏航軸承的安裝4.（二）偏航剎車盤的安裝8.（三）偏航制動器的安裝11五、總結1. 5六、參考文獻1. 6致謝 1. 61.5MW 永磁直驅風力發電機組底座安裝摘要 ：目前，風電技術日漸成熟，單

3、機容量不斷增大，有著廣闊的市場前景。而國內主流的風力風力發電機組主要有兩種（永磁直驅，雙饋異步），金風科技所使用的機型正是其中之一，本文所探討金風1.5MW 永磁直驅風力發電機組。對于金風1.5MW 永磁直驅風力發電機組的偏航軸承、剎車盤、制動器，是風力發電機組的重要組成部分，并且其安裝過程也是關鍵工序。偏航軸承是風力發電機組偏航系統的重要組成部分，可與偏航電機配合驅動風機偏航，金風科技所使用的偏航軸承為外嚙合驅動形式。剎車盤與制動器是風力發電機組停機制動時不可或缺的重要組成部分，與液壓系統配合保障風力發電機組正常運行，對于不同的機型，所使用的制動器個數也不相同。關鍵詞 ： 風力發電機組；偏航

4、軸承、制動器；23一、風力發電機組分類簡介盡管風力發電機多種多樣，但歸納起來可分為兩類：水平軸風力發電機，風輪的旋轉軸與風向平行；垂直軸風力發電機，風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流方向。水平軸風力發電機水平軸風力發電機可分為升力型和阻力型兩類。升力型風力發電機旋轉速度快，阻力型旋轉速度慢。對于風力發電，多采用升力型水平軸風力發電機。大多數水平軸風力發電機具有對風裝置，能隨風向改變而轉動。對于小型風力發電機，這種對風裝置采用尾舵，而對于大型的風力發電機，則利用風向傳感元件以及伺服電機組成的傳動機構。風力機的風輪在塔架前面的稱為上風向風力機，風輪在塔架后面的則成為下風向風機。水平軸風力發電機的式樣很

5、多，有的具有反轉葉片的風輪，有的再一個塔架上安裝多個風輪，以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本，還有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦，集中氣流，增加氣流速度。垂直軸風力發電機垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，在這點上相對于水平軸風力發電機是一大優勢，它不僅使結構設計簡化，而且也減少了風輪對風時的陀螺力。利用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型，其中有利用平板和被子做成的風輪，這是一種純阻力裝置；S 型風車，具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動力矩，但尖速比低，在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。二、風力發電的優缺點優點 :1清潔，環境效益好；

6、2可再生，永不枯竭；3基建周期短；4裝機規模靈活。缺點 :1噪聲，視覺污染；2占用大片土地；3不穩定，不可控；4目前成本仍然很高。5影響鳥類三、金風1.5MW 永磁直驅風力發電機組結構風力發電機組結構圖（一）葉輪的結構組成1 輪轂：連接風力發電機與葉片，是將風力動能轉換成機械能的重要組成部分。同時輪轂也是控制葉變槳所在，設計時保證足夠的強度。2 變槳軸承：為雙排四點接觸球軸承，但有一I 定的阻尼力矩，外圈與葉片鏈接帶動葉片轉動。3 葉片：設計時考慮了環境和氣動原理，具有強度冗余及氣動性能，保證最大限度的吸收風功率。4 變槳驅動：變槳驅動經變槳齒形帶與變槳軸承連接，控制葉片的攻角，實現風機變槳。

7、5 變槳控制柜：具有優越控制算法的控制系統。6 導流罩：保護葉輪中組件不受環境影響，減小風對風機的作用力。（二）發電機的結構組成1 定子：永磁發電機的結構與一般電機類似。給類發電機的電負荷比較大，發電機銅耗較大。因此，應保證齒、軛磁通密度及機械強度的前提下，盡量加大線槽面積，增加繞組線徑，減少銅耗，提高效率。2 轉子：對于1.5MW永磁直驅發電機組發電機外轉子直徑很大，徑向式結構的永磁體直接粘接在轉子磁軛上。一對的兩塊永磁體串聯，永磁體僅有一個截面提供每機磁通。所以，氣隙磁密度小，發電機的體積大。永磁體站接在轉子表面，受到轉子周長的限制，這在多極電機中格外明顯。（三）機艙的結構組成1 底座：連

8、接這機艙與塔筒，具備足夠的機械強度。2 偏航軸承：連接底座與塔筒，承載著葉輪、發電機、底座等附件的所有質量。同時起到偏航跟蹤風向的作用。3 制動器：一般來講有十副，保證風力機偏航完成后能及時剎車，風機穩定運行。偏航減速器：主要作用是為偏航系提供動力源。4 上平臺：安裝有發電機開關箱、頂艙控制柜、濾波器、電纜架等。5 下平臺：為風力發電機組提供有效的維護空間。6 內平臺液壓站及潤滑站：提供制動器剎車壓力和偏航軸承潤滑。7 機艙罩：保護機艙中組件不受環境影響，減小風對風機的作用力8 測風系統：由測風支架和風速儀、風向傳感器組成。9 控制系統：由發電機開關柜1、發電機開關柜2、頂艙控制柜及其線路組成

9、。（四）塔筒的結構組成塔筒一般有三節組成，分別是：塔筒下段、塔筒中段、塔筒上段。塔筒支撐著整個風機的質量，同時還要受徑向風的作用力，塔筒受力比較復雜，需要足夠的機械強度和強大的地基來穩固。四、底座偏航軸承、剎車盤、制動器安裝（一）偏航軸承的安裝1清理用清洗劑和大布將偏航軸承上下內外清理干凈。分別用M16、 M20、 M30 的絲錐通過相應的螺紋孔，用壓縮空氣將孔內污物清理干凈，再用吸塵器將清出的污物吸凈，如圖1 和 2 所示；2檢查油嘴逐個檢查并緊固直通式壓注油嘴；3軟帶的位置偏航軸承安裝時內圈內凹子口面朝上（既外圈上帶有8-M16 孔的一面朝上）。偏航軸承內圈堵塞孔軟帶的位置要與以底座最前端

10、的偏航軸承安裝螺紋孔為基準順時針數的第13 螺紋孔對正，見圖3 和圖4；4吊裝將 3 個 M20 的吊環螺釘緊固到偏航軸承的3 個吊裝螺紋孔內。用3 個 1t 卸扣將 1 根特制三腿吊帶（3 根： 1t-2m）和 3 個 M20 的吊環螺釘連接，然后將偏航軸承平穩起吊提升至1.8m 的高度，見圖5；5安裝將偏航軸承平穩地移到底座偏航軸承安裝面的正上方，平穩下降，然后緩慢下降吊鉤使偏航軸承的安裝孔與底座螺紋孔對正，確保偏航軸承內圈堵塞孔軟帶的位置正確， 見圖 6， 直至偏航軸承能平穩地放置到底座的偏航軸承的安裝面上，取下特制三腿吊帶及吊環螺釘。用75 個 M30× 190-10.9 螺

11、栓和 75 個 30 墊圈將偏航軸承固定到底座上，螺栓螺紋旋合部分及螺栓頭與平墊圈接觸面涂固體潤滑膏，每個螺栓耗量約0.8g，合計約70g；6打力矩方法如用氣動扳手和液壓扳手打力矩，分三次打力矩，第一次打到緊固力矩值的50%，第二次打到緊固力矩值的75%，第三次打到緊固力矩值的100%。用力矩扳手檢驗力矩值；7緊固75 個螺栓 M30× 190-10.9 的緊固順序為 “十”字對稱緊固，力矩值為1200N.m，分三次打力矩，力矩值分別為：T1 =600N.m， T2 =900N.m，T3=1200N.m。 打力矩前將空氣壓縮機的壓力值調整到145psi（ 10bar） ，按照氣動扳手

12、上的壓力值與扭矩值對照表，將氣動調壓單元的壓力值調節到相應的壓力值。調整好氣動調壓單元的壓力值后，試打一個螺栓的力矩。檢驗氣動扳手打的力矩值。打力矩過程中必須輪流使用三個氣動扳手，每打15 個螺栓的力矩后就必須更換另一把氣動扳手。使用氣動扳手時應對氣動扳手的反作用力臂做好防護，不能傷及偏航軸承軟帶。 （也可以使用相應力矩值的電動沖擊扳手和液壓扳手打力矩）；8力矩檢查調整 2000N.m 的扭力扳手扭力值至1200N.m，依次對75 個 M30× 190-10.9螺栓的力矩值進行檢查，若有螺栓的力矩值不合格，必須重新對此螺栓打力矩，再檢查，直至力矩值合格為止，見圖7；9后處理螺栓的力矩

13、值檢查合格后，在螺栓頭的側面與偏航軸承面上用漆油筆做防松標記，見圖8，位于偏航軸承內側。待防松標記完全干后，用油漆刷在每個螺栓和墊圈的裸露表面均勻地涂抹MD-硬膜防銹油，每個螺栓耗量約0.5g，合計約40g，必須做到清潔、均勻、無氣泡。1 （底座的清理）2（螺紋孔的清理）3（軟帶的安裝位置）4（軸承軟帶）5（軸承的吊裝）6（軸承的軟帶）8（防松的做法）圖 7（軸承校監力矩）10零部件、標準件及工器具零部件及標準件偏航軸承（ 1159kg ）1 個螺栓M30× 190-10.975 個墊圈30-300HV75 個清洗劑500mL大布0.5 匹絲錐M16（二錐）1 個絲錐M20（二錐）1

14、 個絲錐M30（三錐）1 個固體潤滑膏（70g）紅色漆油筆1 支MD-硬膜防銹油40g油漆刷（1）2 把排筆1 支工器具卸扣1t3 個特制三腿吊帶（1t-2m ）3 根行車1 臺空氣壓縮機1 臺吸塵器1 個套筒（內四方1 ） 46mm1 個氣動扳手1 把活動扳手61 把扭力扳手2000N.m1 把絲錐扳手480mm1 把絲錐扳手600mm1 把電纜盤1 盤11 技術要求（ 1） 75個M30× 190-10.9 螺栓緊固力矩值為1200N.m；（ 2） 氣動扳手每打15 個螺栓，進行更換；（ 3） 安裝偏航軸承時偏航軸承軟帶的位置要正確；（ 4） 螺栓必須做防松標記，螺栓和墊片裸露部

15、分涂抹MD-硬膜防銹油，必須清潔、均勻、無氣泡。（二）偏航剎車盤的安裝1清理用平面刮刀將偏航剎車盤裝配面的毛刺和多余的防腐層清理干凈，用清洗劑和大布將偏航剎車盤的各表面清理干凈，見圖9；2吊裝將 3 個 M16 的吊環螺釘緊固到偏航剎車盤的3個吊裝螺紋孔內，用一根特制三腿吊帶（ 3 根 1t-2m）將偏航剎車盤吊起，見圖10。注意：偏航剎車盤上帶有外止口的一面朝下；3安裝將偏航剎車盤吊到偏航軸承上，將偏航剎車盤上8 個 17.5的孔與偏航軸承上8個 M16 的螺紋孔對正。用4個偏航剎車盤安裝導正棒，見圖11。使偏航剎車盤上的4個 33光孔與偏航軸承上4個 M30 螺紋孔對正，4 個偏航剎車盤安

16、裝導正棒均布，見圖12。 調整偏航剎車盤的位置，令偏航剎車盤上其余的72 個 33 光孔與偏航軸承上其余72 個 M30 螺紋孔對正。然后使用一個偏航剎車盤安裝導正棒對偏航剎車盤和偏航軸承進行檢驗，偏航剎車盤安裝導正棒必須能夠通過所有的孔。如果有沒有對正的孔，使用白板筆對偏航剎車盤和偏航軸承的安裝位置及不合格的孔位進行標記，將偏航剎車盤吊離安裝位置后進行磨修，修磨后用壓縮空氣吹凈鐵屑，然后重新試裝，直至偏航剎車盤安裝導正棒能夠通過所有的孔。調整對正后用8 個 M16× 40-8.8內六角圓柱頭螺釘將偏航剎車盤與偏航軸承連接起來，在螺釘的螺紋處涂螺紋鎖固膠，每個螺釘耗量約0.5g，合計

17、約4g；4緊固螺釘緊固順序為“十”字對稱緊固，緊固力矩值為120N.m，分二次打力矩，力矩值為：T1 =60N.m， T2 =120N.m，見圖139（剎車盤）10 （吊剎車盤）圖 11 （導正棒）13 （剎車盤打力矩）圖 12 （導正棒）5零部件、標準件及工器具零部件及標準件偏航剎車盤（550kg）1 個內六角圓柱頭螺釘M16× 40-8.88 個清洗劑100mL大布0.5 匹螺紋鎖固膠（樂泰243 或可賽新1243）1 支工器具行車1 臺M 16 吊環螺釘3 個卸扣1t3 個特制三腿吊帶（1t-2m）3 根偏航剎車盤安裝導正棒4 個空壓機1 臺扭力扳手340N.m1 把50mm

18、長六角旋具套筒14mm1 個轉換接頭（3/4-1/2）1 個平面刮刀250mm1 把6技術要求（1）安裝偏航剎車盤時，將偏航剎車盤上帶有外止口的平面與偏航軸承安裝面配合；（2）偏航剎車盤上的76 個 33 光孔必須與偏航軸承上76 個 M30 螺紋孔對正，用偏航剎車盤安裝導正棒檢驗可以全部通過。（三）偏航制動器的安裝1清理用清洗劑和大布清理偏航制動器各零部件；2準備先將偏航制動器利用叉車或行車放置到剎車盤上，并按上閘體、下閘體依次擺放在底座安裝位置附近。注意閘體的塑料堵頭，安裝O 形密封圈。用內六角扳手將上下閘體上的油管堵頭旋松（注意清理干凈閘體流出的液壓油），見圖14；將偏航制動器剎車片安裝

19、到偏航制動器的上、下閘體內，用橡皮錘輕輕敲擊安裝到位；3安裝用調整墊進行調整，確保SVENDBORG 和焦作的偏航制動器在底座上的安裝面 （即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距為118 mm± 0.5mm，見圖15； 確保 SIME 偏航制動器在底座上的安裝面（即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距為118 mm± 1mm，見圖16。調整調整墊的規格和數量，應盡量保證偏航制動器在底座上的安裝面（即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距值接近118 mm，以保證偏航制動器上、下剎車片與偏航剎車盤的間隙均勻。用 80個 M27×

20、; 260-10.9 螺栓和80個 27 墊圈將上下閘體連接在一起，力矩值為880N.m， 螺栓緊固順序為對稱緊固（從中間開始，逐漸向兩邊對稱地擴展）0.8g，70g。螺栓分三次緊固，緊固力矩值分別為：T1=440N.m， T2=660N.m，T3=880N.m。安裝完成的制動器見圖17。焦作的偏航制動器只有一個銘牌，上、下，但是安裝時要注意帶有銘牌的閘體安裝完底座翻，見圖 18；4檢查調整 2000 N.m 的扭力扳手扭力值至880 N.m，用此扭力扳手依次對80 個M27× 260-10.9 螺栓的力矩值進行檢查，若有螺栓的力矩值不合格，必須重新對此5后處理螺栓的力矩值檢查合格后

21、，在螺栓六角頭側面與偏航制動器面做防松標記見圖19。待防松標記完全干后，用油漆刷在每個螺栓和墊圈的裸露表面均勻地涂抹MD-0.5g，合計約50g。要求清潔、均勻無氣泡。14 （制動器內部結構）15 （制動器的按放要求）16 （調整墊的按放）17 （安裝完成的底座）圖 18 （制動器名牌）圖 19（安裝完成的制動器）6零部件、標準件及工器具零部件及標準件偏航制動器（77kg）10副螺栓M27× 260-10.980個墊圈27-300HV80 個偏航剎車調整墊片按需要配置清洗劑1L大布0.5 匹固體潤滑膏70g紅色漆油筆1 支油漆刷（1）2 把MD-硬膜防銹油250g排筆1 支工器具空氣

22、壓縮機1 臺扭力扳手2000N.m1 把內六角扳手6mm1 把高度尺300mm1 個游標卡尺150mm1 個氣動扳手3 把電纜盤1 盤橡皮錘1 把套筒（內四方1 "） 41mm1 個7技術要求（ 1） 偏航制動器上、下閘體間安裝O 型密封圈，防止漏油；（ 2） 偏航制動器剎車片安裝到位；（ 3） 確保 SVENDBORG 和焦作的偏航制動器在底座上的安裝面（即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距為118 mm± 0.5mm； 確保 SIME偏航制動器在底座上的安裝面（即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距為118 mm± 1mm。調整調

23、整墊的規格和數量，應盡量保證偏航制動器在底座上的安裝面（即偏航剎車調整墊片的上平面）與偏航剎車環上環面的間距值接近118 mm，以保證偏航制動器上、下剎車片與偏航剎車盤的間隙均勻；（ 4） 80 個 M27× 260-10.9 螺栓緊固順序為對稱緊固，緊固力矩值為880N.m；（ 5） 檢查螺栓的防松標記和防銹油，防銹油要清潔、均勻無氣泡。五、改進方案由于軸承螺栓和制動器螺栓在打緊前都要刷二硫化鉬來減小摩擦力，防止在螺栓打的過程中燒死，刷螺栓這個過程要耗費大量的人力，工作效率還低，需制作一個工裝，能把二硫化鉬刷到螺栓上，從而能減少人工、增加效益、提高工作效率。在力矩校監的過程中，氣動扳手或者電扭矩打完還需要人工力矩校監，這個過程耗費大量的人力，工作效率還低，能把力矩扳手和電扭矩相結合，兩個過程合為一個，從而減少人工，提高產品質量。六、總結本文 通過對 1.5MW 永磁直驅風力發電機組偏航軸承、制動器的安裝進行詳細的闡述。1.5MW 永磁直驅風力發電機組偏航系統采用主動對風齒輪驅動形式，與控制系統相配合。使葉片始終處于迎風狀態，充分利用風能，提高發電機效率，提供必要的鎖緊力矩，以保障機組安全運行。偏航軸承采用四點接觸球軸承，風機機