جعبه دنده چگونه به این روند تبدیل کارآمد و پایدار می رسد؟

همانطور که از این نام پیداست ، یک گیربکس چند چرخشی حاوی یک سیستم انتقال دنده چند مرحله ای است که متوجه تبدیل سرعت و گشتاور از طریق مشبک چرخ دنده های با اندازه های مختلف و تعداد دندان ها می شود. در یک توربین بادی ، چرخ باد در زیر باد می چرخد ​​تا انرژی مکانیکی ایجاد کند. با این حال ، به دلیل ناپایداری سرعت باد و محدودیت های طراحی چرخ باد ، سرعت تولید شده توسط چرخ باد اغلب کم است و گشتاور بزرگ است ، که نمی تواند به طور مستقیم ژنراتور را برای تولید برق به طور موثر هدایت کند. در این زمان ، گیربکس چند چرخش نقش کلیدی را ایفا می کند.

جعبه دنده معمولاً از یک شافت ورودی ، یک شافت خروجی ، یک شافت میانی ، چرخ دنده هایی با سطوح مختلف ، یاتاقان ها ، محفظه و سیستم روغن کاری تشکیل شده است. در میان آنها ، شافت ورودی به چرخ باد وصل می شود و شافت خروجی به ژنراتور وصل می شود. هنگامی که چرخ باد می چرخد ​​، شافت ورودی چرخ دنده های سطوح مختلف را برای انتقال به ترتیب هدایت می کند و در نهایت انرژی مکانیکی کم سرعت و پر زرق و برق را به انرژی مکانیکی با سرعت بالا و کم مسافت تبدیل می کند و آن را به ژنراتور منتقل می کند.

شایان ذکر است که طراحی گیربکس چند نوبت به طور کامل نیازهای ویژه تولید انرژی باد را در نظر می گیرد. از یک طرف ، گیربکس باید در برابر تغییرات عظیم گشتاور و سرعت منتقل شده توسط چرخ باد مقاومت کند. از طرف دیگر ، گیربکس همچنین نیاز به راندمان انتقال بالا و عمر طولانی دارد. بنابراین ، انتخاب مواد ، طراحی ساختاری ، فرآیند تولید و سیستم روغن کاری گیربکس به طور دقیق بهینه شده و بهبود یافته است.

هسته اصلی گیربکس چند چرخشی در سیستم انتقال دنده داخلی آن نهفته است. این سیستم از طریق مشبک با اندازه های مختلف و تعداد دندان های مختلف ، تبدیل دقیق سرعت و گشتاور را به دست می آورد. در طی فرآیند تبدیل ، گیربکس نه تنها راندمان استفاده از انرژی را بهبود می بخشد بلکه تضمین می کند که ژنراتور می تواند با سرعت پایدار کار کند.

سیستم انتقال دنده چرخش کم سرعت چرخ باد را به چرخش پر سرعت مورد نیاز ژنراتور از طریق اثر افزایش سرعت تبدیل می کند. از آنجا که راندمان بهینه کار ژنراتور معمولاً با یک محدوده سرعت خاص مطابقت دارد ، افزایش سرعت اثر گیربکس باعث می شود ژنراتور با سرعت کارآمدتر کار کند و از این طریق باعث افزایش بازده تولید برق کل توربین بادی می شود.

سیستم انتقال دنده همچنین تضمین می کند که ژنراتور از طریق عملکرد تنظیم گشتاور تحت یک بار پایدار عمل می کند. از آنجا که گشتاور تولید شده توسط چرخ باد با تغییر سرعت باد بسیار نوسان می کند ، اگر مستقیماً به ژنراتور منتقل شود ، باعث ایجاد بار ناپایدار ژنراتور می شود و بر کیفیت تولید برق و عمر تجهیزات تأثیر می گذارد. گیربکس می تواند به طور خودکار گشتاور خروجی را از طریق مشبک چرخ دنده های داخلی و تغییر نسبت انتقال تنظیم کند تا ژنراتور بتواند به طور پایدار در زیر بار دارای امتیاز کار کند.

سیستم انتقال دنده همچنین عملکردهایی مانند تبدیل جهت و کاهش لرزش و کاهش نویز دارد. عملکرد تبدیل جهت ، گیربکس را قادر می سازد تا با تغییرات مختلف جهت باد سازگار شود و اطمینان حاصل شود که توربین بادی همیشه با جهت باد روبرو است و به حداکثر رساندن استفاده از انرژی باد است. عملکرد کاهش لرزش و کاهش نویز با بهینه سازی طراحی ساختاری گیربکس و انتخاب مواد دنده ای با کیفیت بالا ، تأثیر لرزش و سر و صدا بر تجهیزات و محیط را کاهش می دهد.

اگرچه گیربکس های چند چرخش نقش مهمی در تولید برق باد دارند ، اما هنوز هم در فرآیند طراحی و ساخت آنها چالش های فنی زیادی وجود دارد. از یک طرف ، با ایجاد توربین های بادی به سمت ظرفیت بزرگتر و راندمان بالاتر ، گیربکس ها باید در برابر بارهای بزرگتر و سرعت های بالاتر مقاومت کنند ، که این امر نیازهای بالاتری را در انتخاب مواد ، طراحی ساختاری و فرآیند ساخت جعبه دنده ها قرار می دهد. از طرف دیگر ، از آنجا که تولید انرژی باد معمولاً در مناطق دور افتاده و در محیط های سخت قرار دارد ، گیربکس ها نیز نیاز به مقاومت در برابر خوردگی قوی ، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی دارند.

به منظور برآورده کردن این چالش ها ، شرکت های مربوطه و موسسات تحقیقاتی همچنان به کاوش و نوآوری می پردازند. از نظر انتخاب مواد ، از فولاد آلیاژ با استحکام و با فشار بالا و فولاد ضد زنگ برای بهبود ظرفیت تحمل و عمر سرویس گیربکس استفاده می شود. از نظر طراحی ساختاری ، با بهینه سازی پارامترهایی مانند شکل دندان دنده ، تعداد دندان ها و نسبت انتقال ، لرزش و سر و صدای گیربکس کاهش می یابد. از نظر فرآیند تولید ، از ماشینکاری دقیق و فن آوری های تصفیه حرارتی برای بهبود دقت تولید و کیفیت سطح گیربکس استفاده می شود.

به منظور بهبود بیشتر قابلیت اطمینان و عمر سرویس گیربکس ، شرکتهای مربوطه و موسسات تحقیقاتی نیز سیستم های نظارت و نگهداری هوشمند را توسعه داده اند. این سیستم ها می توانند با نظارت در زمان واقعی لرزش ، دما و سایر پارامترهای گیربکس ، گسلها و مشکلات بالقوه را به موقع تشخیص دهند و اقدامات مربوط به نگهداری را انجام دهند تا از وقوع و گسترش گسلها جلوگیری شود. این سیستم ها همچنین می توانند پشتیبانی داده ها را برای نگهداری و نگهداری از گیربکس ارائه دهند تا اطمینان حاصل شود که گیربکس همیشه در بهترین شرایط کار است .3