CN110762198B - 一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统 - Google Patents

一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统，它包括有主油泵、辅助电机泵组和齿轮箱，其中，温控阀的出口与分配器的进口相连，分配器的出口与齿轮箱和各个润滑点相连，齿轮箱上还设有高速级油管回路，所述高速级油管回路上设有辅助冷却器，所述齿轮箱内安装有加热器和控制各个装置运行的控制系统。本发明很大程度上减少了辅助电机泵组的运行时间，同时降低了高速级轴承的温度，大大提高风电齿轮箱润滑系统的可靠性，有效的延长了润滑系统的使用寿命。

Description

一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统
技术领域
本发明属于领域液压技术，具体涉及一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统。
背景技术
风电齿轮箱润滑净化及温控系统是由各零部件组装在一起，零部件的寿命决定了润滑系统的寿命，而零部件又是由各元件组成，因此元件的寿命直接决定零件、系统的寿命。
润滑系统运行一段时间之后，由于各零部件寿命受系统结构、运行环境以及控制方式等影响，零部件寿命短的，尤其是有相对运动的易损件，长时间运行后，逐渐出现问题。
虽然及时排查，部分零件能够早期发现，但由于风力发电的特殊性以及零部件出现故障的不确定性，当元件出现故障后，往往已经造成严重的后果，尤其是油泵电机。
风电冷却器受冷却效率的限制单次冷却的温差通常只能达到15度，而现有润滑系统在设计时为了更好地控制高速级轴承温度，保证极端工况下不出现超温报警纷纷要求加大冷却功率，导致冷却器绝大部分时间处于大马拉小车状态，实际上极端（高温满发）工况年出现的时间极少，白白造成资源的浪费。
现在各上游厂家为减少润滑系统的运维成本，纷纷要求其配套商提供5年甚至更长的质保期。实际上，经过这么多年的使用，有很大一部分易损件常常会在质保期内损坏。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种能够延长齿轮箱润滑系统使用寿命，降低润滑系统及齿轮箱的运维成本的风电齿轮箱润滑净化及温控系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统，它包括有主油泵、辅助电机泵组和齿轮箱，所述主油泵通过联轴器安装在齿轮箱的输出轴上，所述齿轮箱通过第一管路与主油泵的进口相连，所述主油泵的出口通过第二管路与过滤器的进口相连，所述过滤器的出口通过第四管路与主冷却器的进口相连，所述主冷却器的出口通过第五管路与温控阀的进口相连，所述温控阀的出口与分配器的进口相连，所述分配器的出口连接至齿轮箱和各个润滑点，所述齿轮箱通过第三管路与辅助电机泵组的进口相连，所述辅助电机泵组的出口与过滤器的进口相连，所述齿轮箱上还设有高速级油管回路，所述高速级油管回路上设有辅助冷却器，所述齿轮箱内安装有加热器。
本系统的过滤器的出口通过第六管路与温控阀的进口相连。
本系统的齿轮箱内设有高速级轴承。
本系统的辅助电机泵组的电机级数为6级或8级。
本系统的各个润滑点设置在高速级油管回路上。
本系统的辅助电机泵组用于在齿轮箱冷启动加热阶段、停机润滑时间段、极端高温天气以及主油泵流量不足的情况下辅助运行。
本系统的辅助冷却器只有在高速级轴承温度升高到设定值时才启动，用于对高速级轴承的二次冷却。
本系统的控制系统包括PLC控制器、温度传感器、断路器和电源开关，所述PLC控制器设有温度分段控制模块，所述温度分段控制模块包括温度检测单元、温度分段信息存储单元和温度定值控制单元。
本发明的有益效果有：
本发明辅助电机泵组的电机运行时间只有原来的二分之一到三分之二，很大程度上减少了辅助电机泵组的运行时间，而且主冷却器功率降低，辅助冷却器对高速级轴承进行二次冷却，这样效率更高，热量更容易散出，同时减低了高速级轴承的温度，大大提高风电齿轮箱润滑系统的可靠性，有效的延长了润滑系统的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图中1、主油泵；2、辅助电机泵组；31、第一管路；32、第二管路；33、第三管路；34、第四管路；35、第五管路；36、第六管路；4、过滤器；5、主冷却器；6、温控阀；7、辅助冷却器；8、齿轮箱；9、加热器；10、分配器；11、高速级油管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明：
如图1所示，本发明它包括有主油泵1、辅助电机泵组2和齿轮箱8，所述主油泵1通过联轴器安装在齿轮箱8的输出轴上，根据输出轴的不同转速输出不同的流量。所述齿轮箱8通过第一管路31与主油泵1的进口相连，所述主油泵1的出口通过第二管路32与过滤器4的进口相连，用于对主油泵1所泵出的油液进行过滤。所述过滤器4的出口通过第四管路34与主冷却器5的进口相连，所述主冷却器5的出口通过第五管路35与温控阀6的进口相连，所述温控阀6的出口与分配器10的进口相连，由于润滑油液低温时粘度高，导致系统压力变高，而温控阀6安装在系统末端，远离泵口，因此只承受较低的压力。所述分配器10的出口与齿轮箱8和各个润滑点相连。
所述齿轮箱8通过第三管路33与辅助电机泵组2的进口相连，该辅助电机泵组2用于在齿轮箱8冷启动加热阶段、停机润滑时间段、极端高温天气以及主油泵1流量不足的情况下辅助运行。所述辅助电机泵组2的出口与过滤器4的进口相连，用于对辅助电机泵2所泵出的油液进行过滤。所述过滤器4的出口通过第四管路34与主冷却器5的进口相连，所述主冷却器5的出口通过第五管路35与温控阀6的进口相连，所述温控阀6的出口与分配器10的进口相连，所述分配器10的出口与齿轮箱8和各个润滑点相连。
所述齿轮箱8上还设有高速级油管11回路，所述高速级油管11回路上设有辅助冷却器7，该辅助冷却器7只有在高速级轴承温度升高到设定值80℃时才启动，用于对高速级轴承的二次冷却。
所述齿轮箱8内安装有加热器9，用于对齿轮箱8内的油液进行加热。
所述齿轮箱8内安装有控制各个装置运行的控制系统，所述控制系统包括PLC控制器、温度传感器、断路器和电源开关，其中PLC控制器用于接受模拟信号并进行分析处理，根据相应分析结果做出对应的控制动作；断路器用于系统电源过载保护；而温度传感器用于采集齿轮箱8中油池的温度的模拟信号并传递给PLC控制器。
所述PLC控制器设有温度分段控制模块，所述温度分段控制模块包括温度检测单元、温度分段信息存储单元和温度定值控制单元；该温度检测单元控制温度传感器进行齿轮箱8的油池温度检测，并将温度值模拟信号传输给PLC控制器；PLC控制器将温度值模拟信号转化为温度数值信息，并确定所在温度分段区间，其中温度分段区间包括-15℃～5℃、5℃～20℃和大于20℃；接着根据确定的温度分段区间，温度定值控制单元控制主油泵1和辅助电机泵组2的运行状态。
所述过滤器4的出口通过第六管路36与温控阀6的进口相连。
所述齿轮箱8内设有高速级轴承，并与高速级油管回路11相连
所述辅助电机泵组2的电机级数为6级或8级，转速较低，辅助电机泵组2可以直接启动运行，同时使齿轮箱8低速空载运行，带动主油泵1同步运转。
所述各个高速级轴承润滑点设置在高速级油管11回路上。
本发明的使用原理如下：
预先在温度分段信息存储单元存储温度分段信息及各个段对应的设备运行信息，然后打开电源开关启动该系统。
当温度传感器检测到齿轮箱8运行时的油温在-15℃～5℃之间时，齿轮箱8油池内的加热器9开始启动，由于辅助电机泵组2电机为6级或8级，转速较低，辅助电机泵组2可以直接启动运行，使齿轮箱8低速空载运行，带动主油泵1同步运转。
运行一段时间后，当温度传感器检测到齿轮箱8运行时的油温在5℃～20℃之间时，辅助电机泵组2继续运行，这时齿轮箱8在低速下输出部分功率。
当温度传感器检测到齿轮箱8运行时的油温大于20℃后，齿轮箱8油池内加热器9关闭，辅助电机泵组2停止运行，齿轮箱8在额定转速下运行并全功率输出，此时主油泵1全流量输出。
这时齿轮箱8继续运行，使齿轮箱8的油池和高速级轴承温度逐渐升高，油池温度＞50℃或高速级轴承温度＞70℃，主冷却器5启动运行；经过主冷却器5冷却的油全部经过温控阀6，然后在经过分配器10分流到各润滑点，当高速级轴承的温度达到设定值80℃时，辅助冷却器7启动，对高速级轴承进行二次冷却，使齿轮箱8内的油温降低下来，以此循环运行。
本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

Claims (4)

1.一种风电齿轮箱润滑净化及温控系统，其特征是它包括有主油泵（1）、辅助电机泵组（2）和齿轮箱（8），所述主油泵（1）通过联轴器安装在齿轮箱（8）的输出轴上，所述齿轮箱（8）通过第一管路（31）与主油泵（1）的进口相连，所述主油泵（1）的出口通过第二管路（32）与过滤器（4）的进口相连，所述过滤器（4）的出口通过第四管路（34）与主冷却器（5）的进口相连，所述过滤器（4）的出口通过第六管路（36）与温控阀（6）的进口相连，确保油温较低时，油液能够快速进入分配器，所述主冷却器（5）的出口通过第五管路（35）与温控阀（6）的进口相连，所述温控阀（6）的出口与分配器（10）的进口相连，所述分配器（10）的出口连接至齿轮箱（8）和各个润滑点，所述齿轮箱（8）通过第三管路（33）与辅助电机泵组（2）的进口相连，所述辅助电机泵组（2）的出口与过滤器（4）的进口相连，所述齿轮箱（8）上还设有高速级油管回路（ 11 ） ，所述高速级油管回路（ 11 ） 上设有辅助冷却器（7），所述辅助冷却器（7）只有在高速级轴承温度升高到设定值80℃时才启动，用于对高速级轴承的二次冷却，所述齿轮箱（8）内安装有加热器（9），控制各个装置运行的控制系统设置在齿轮箱（8）上，所述控制系统包括PLC控制器、温度传感器、断路器和电源开关及压力监测报警单元，所述PLC控制器设有温度分段控制模块，所述温度分段控制模块包括温度检测单元、温度分段信息存储单元和温度定值控制单元。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑净化及温控系统，其特征是所述齿轮箱（8）内设有高速级轴承，并与高速级油管回路（11）相连。
3.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑净化及温控系统，其特征是所述辅助电机泵组（2）的电机级数为6级或8级。
4.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑净化及温控系统，其特征是所述辅助电机泵组（2）用于在齿轮箱（8）冷启动加热阶段、停机润滑时间段、极端高温天气以及主油泵（1）流量不足的情况下辅助运行。
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