¿Cómo logra la caja de cambios este proceso de conversión eficiente y estable?

Como su nombre lo indica, una caja de cambios de múltiples vueltas contiene un sistema de transmisión de engranajes en varias etapas, que se da cuenta de la conversión de velocidad y par a través de la malla de engranajes de diferentes tamaños y números de dientes. En una turbina eólica, la rueda del viento gira debajo del disco del viento para generar energía mecánica. Sin embargo, debido a la inestabilidad de la velocidad del viento y las limitaciones del diseño de la rueda del viento, la velocidad generada por la rueda del viento a menudo es baja y el par es grande, lo que no puede conducir directamente al generador para generar electricidad de manera eficiente. En este momento, la caja de cambios de múltiples vueltas juega un papel clave.

La caja de cambios generalmente consiste en un eje de entrada, un eje de salida, un eje intermedio, engranajes de varios niveles, rodamientos, una carcasa y un sistema de lubricación. Entre ellos, el eje de entrada está conectado a la rueda del viento y el eje de salida está conectado al generador. Cuando la rueda del viento gira, el eje de entrada impulsa los engranajes de varios niveles para transmitir en secuencia, y finalmente convierte la energía mecánica de alta velocidad y alta velocidad en energía mecánica de alta velocidad y baja en torque y la transmite al generador.

Vale la pena señalar que el diseño de la caja de cambios de múltiples vueltas considera completamente las necesidades especiales de generación de energía eólica. Por un lado, la caja de cambios necesita soportar el enorme torque y los cambios de velocidad transmitidos por la rueda del viento; Por otro lado, la caja de cambios también debe tener una alta eficiencia de transmisión y una larga vida útil. Por lo tanto, la selección de material, el diseño estructural, el proceso de fabricación y el sistema de lubricación de la caja de cambios se han optimizado y mejorado estrictamente.

El núcleo del caja de cambios múltiple se encuentra en su sistema de transmisión de engranajes internos. Este sistema logra una conversión precisa de velocidad y par a través de la malla de engranajes de diferentes tamaños y números de dientes. Durante el proceso de conversión, la caja de cambios no solo mejora la eficiencia de utilización de energía, sino que también garantiza que el generador pueda operar a una velocidad estable.

El sistema de transmisión de engranajes convierte la rotación de baja velocidad de la rueda del viento en la rotación de alta velocidad requerida por el generador a través del efecto de aumento de velocidad. Dado que la eficiencia de trabajo óptima del generador generalmente corresponde a un cierto rango de velocidad, el efecto de aumento de velocidad de la caja de cambios permite que el generador funcione a una velocidad más eficiente, mejorando así la eficiencia de generación de energía de toda la turbina eólica.

El sistema de transmisión de engranajes también garantiza que el generador funcione bajo una carga estable a través de la función de ajuste de par. Dado que el par generado por la rueda del viento fluctúa en gran medida con el cambio de la velocidad del viento, si se transmite directamente al generador, causará una carga inestable del generador, lo que afecta la calidad de la generación de energía y la vida útil del equipo. La caja de cambios puede ajustar automáticamente el par de salida a través de la malla de los engranajes internos y el cambio de la relación de transmisión, para que el generador pueda funcionar de manera estable bajo carga nominal.

El sistema de transmisión de engranajes también tiene funciones como la conversión de dirección y la reducción de vibraciones y la reducción de ruido. La función de conversión de dirección permite que la caja de cambios se adapte a diferentes cambios en la dirección del viento, asegurando que la turbina eólica siempre esté frente a la dirección del viento y maximizando el uso de la energía eólica. La función de reducción de vibración y reducción de ruido reduce el impacto de la vibración y el ruido en el equipo y el entorno al optimizar el diseño estructural de la caja de cambios y seleccionar materiales de engranajes de alta calidad.

Aunque las cajas de cambios de múltiples vueltas juegan un papel vital en la generación de energía eólica, todavía hay muchos desafíos técnicos en su diseño y proceso de fabricación. Por un lado, a medida que las turbinas eólicas se desarrollan hacia una mayor capacidad y una mayor eficiencia, las cajas de cambios deben soportar cargas más grandes y velocidades más altas, lo que pone mayores requisitos en la selección de materiales, el diseño estructural y el proceso de fabricación de las cajas de cambios. Por otro lado, dado que la generación de energía eólica generalmente se encuentra en áreas remotas y en ambientes hostiles, las cajas de cambios también deben tener una fuerte resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga.

Para enfrentar estos desafíos, las empresas e instituciones de investigación relevantes continúan explorando e innovando. En términos de selección de materiales, se utilizan acero de aleación de alta resistencia y alta tinción y acero inoxidable para mejorar la capacidad de carga y la vida útil de la caja de cambios. En términos de diseño estructural, el nivel de vibración y ruido de la caja de cambios se reduce optimizando los parámetros, como la forma del diente de engranajes, el número de dientes y la relación de transmisión. En términos de proceso de fabricación, se utilizan tecnologías de mecanizado de precisión y tratamiento térmico para mejorar la precisión de fabricación y la calidad de la superficie de la caja de cambios.

Para mejorar aún más la confiabilidad y la vida útil de la caja de cambios, las empresas e instituciones de investigación relevantes también han desarrollado sistemas inteligentes de monitoreo y mantenimiento. Estos sistemas pueden detectar fallas y problemas potenciales en el tiempo mediante el monitoreo en tiempo real de la vibración, la temperatura y otros parámetros de la caja de cambios, y tomar las medidas de mantenimiento correspondientes para evitar la ocurrencia y la expansión de las fallas. Estos sistemas también pueden proporcionar soporte de datos para el mantenimiento y el mantenimiento de la caja de cambios para garantizar que la caja de cambios siempre esté en las mejores condiciones de trabajo. 3