摘要：随着风电产业的飞速发展，风电齿轮箱行业也在快速崛起。而当前我国市场竞争激烈，给齿轮箱行业发展带来机遇了和挑战， 因此企业要想在市场中突颖而出就必须做好自主创新发展工作，从根本上提升企业自身竞争力。本文简要介绍了我国风电齿轮箱行业 发展状况，分析了当前企业发展中存在的问题，并提出了相应的解决措施，以期能够促进企业健康发展。
关键词：我国；风电齿轮箱行业；自主创新发展；问题与对策
由于齿轮箱是风电机组中重要的组成部分，但由于机组传动 系统比较复杂，齿轮箱又是极为薄弱的部分，因此加强企业自主 创新发展已成为当前风电齿轮行业发展的关键，实现风电企业的 健康稳定发展。
一、行业发展状况
我国风电业经历过井喷式发展和高速投资扩张后，产业形势 并不乐观，产能过剩、设备利用率低下、债务缠身使某些企业陷 入亏损漩涡。不管是整机厂还是零部件厂，均面临这一尴尬的局面。但是，面对资源短缺和环境保护的巨大压力，国家加快发展可再 生能源的政策不会改变，政府将出台多项措施，帮助企业逐步走 出困境。机遇和挑战并存，这给行业带来希望。风电整机和零部 件产业都必须严控产能非理性扩张，进行必要的整合，做好转型 升级，练好内功，为今后长期健康发展创造条件。
二、目前存在的问题
国内风电机组整机技术引进基本上是以产品生产许可方式进 行的，从国外引进的只是风电机组的集成技术，并不包括像齿轮箱、 电机等具体部件的设计制造技术。齿轮箱的设计多数按引进风电 机组要求进行类比，按照引进集成技术中的齿轮箱采购规范并参 照国外样机进行。由于机组的形式多种多样，引进技术来不及消化， 更谈不上掌握核心的设计制造技术，因此，尚难以适应众多主机 用户的需求。目前，国内风电齿轮箱行业存在的主要问题有这样 几个方面 :2.1 自主创新能力不足，对国外技术尚未完全消化，缺乏基 础性的研究工作，尤其对机组的传动形式、传动链结构以及大型 风电齿轮箱的设计制造缺乏系统深入的研究，现场运行维护经验和基础数据还比较匮乏。
2.2 目前国内兆瓦级以上的机组大多是按引进技术开发的。 由于国内外的气候条件和环境不同，风电场使用保养水平、原材 料以及制造和安装水平存在差异，大部分进口或国产齿轮箱都面 临早期损坏的问题。究其原因很多，其中设计落后是重要的一个。 我国严重缺乏既掌握风电低速重载齿轮箱设计制造技术又了解风 电整机技术的人才，缺乏高水平的系统设计人员。
2.3 产品可靠性不高，质量稳定性较差，难以满足市场需要。
2.4 企业研发资金投入少，缺乏关键装备、大型试验装置及 测试手段。
2.5 缺乏行业资源共享、信息互通、共同发展的平台和机制。
2.6 众多厂家不顾投资和市场风险，竞相投入，加大了无序 竞争。
2.7 专业性的配套零部件企业发展缓慢，跟不上行业的发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 作为风电设备关键部件的齿轮箱产品，一方面，企业需不断扩大 产能为整机企业需求配套 ；另一方面，要不断开发新的机型，满 足机组更新的要求。产品的更新和成型须要经历一定的程序，得 到用户的认可周期更长，因此我国风电设备零部件市场始终存在 着发展不平衡的状况。
三、技术发展路线
3.1 提高产品设计水平 风电齿轮箱是传统风电机组传动轴系中一个最重要而又是最脆弱的部件。理想的情况是让齿轮箱完成传递扭矩和增速的任务 而不承受其他附加载荷。实际上，风况的多变和机组的复杂变形， 再加上机组在各种工况出现的载荷冲击，给齿轮箱设计增添了不 少不确定因素，加大了设计难度。风电齿轮箱的优化设计必须在机组轴系整体分析研究的基础上进行。在机组整体设计之初，由 于理论、经验和使用条件等原因，很少对增速齿轮箱进行深入的 分析研究。往往是在机组总体布局时留出一个空间，简要地规定 前后联接及技术要求。所谓的“建模”，也只是在理想的条件下 进行设想，与实际运转状况尚有较大距离。因此，企业应加强产 品优化设计的投入，创造条件深入细致地分析研究，提高设计水平。 除了完善原有传统机型兆瓦级齿轮箱的结构性能外，还应关注混 合驱动、速度补偿型、功率分流型以及各种特殊传动机型的进展， 及时投入科研力量来支持技术创新。
3.2 建立研究开发平台 建有国家级技术中心的大企业（包括整机和部件企业）应与专业院所合作，共同组成研发团队，按照既定计划，分步实施公 关项目，各自承担子课题，定期聚合讨论研究。国家则重点投资 建设国家级风电机组模拟试验和开发平台，为企业解决难题，同 时完成基础研究任务。
3.3 注重高可靠性，提高产品使用寿命 风电齿轮箱的关键技术应注重高可靠性和长寿命，加强大型风电齿轮箱及配套轴承设计制造技术方面的系统研究，积累现场 运行经验和基础数据。由于运转中齿轮箱是变工况的，频繁受风 速变化冲击，机舱底座的变形使齿轮和轴承磨损加剧，超过齿轮 箱结构设计中预期的边界条件。如何解决轻量化和机构刚性、质 量成本之间的矛盾，将精细设计贯彻始终，攻克早期失效、密封、 漏油、噪声等老大难问题，都是不可忽视的重要环节。
根据风电增速箱的特点，应组织力量进行可靠性分析，包括 精心选取可靠性高的结构和对重要零部件及整机进行可靠性分析 试验。根据机组载荷谱对齿轮箱整机及其零部件的设计极限状态 和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极 限分析、动力学分析等。除了采用传统的设计计算方法外，还要 采用模拟整机运行条件下进行零部件建模并结合试验验证方法。 另外，对行星齿轮传动均载、最佳传动组合与齿轮加工精度、工 况和效率之间的关系进行分析研究。分析噪声产生成因，采取适 当措施降低噪声 ；研制出新的密封结构或装置，合理设计布置轴 系和轮系传动机构，提高体系的刚度，避免发生共振。
目前国内尚没有完善的风电齿轮箱专用设计软件，国外介绍 的软件大多又是从汽车传动或通用机械传动转化而来的，须经实 践验证。软件是设计制造的工具，工欲善其事，必先利其器。因此， 针对我国风电产业的特点，综合考虑自身因素，编制适合自己企 业的专用软件，是进一步指导生产实践、促进风电产业发展的重 要任务之一。
四、结论
综上所述，当前我国风电齿轮箱行业市场较为复杂，虽然风 电企业在自主创新发展道路上中取得了一定成效，但仍存在诸多 问题，亟待企业优化产业结构，不断提升风齿轮设计水平，，加 大投资力度，加强制造环节的质量管理等措施，进而促进企业可 持续发展。
参考文献：
[1] 曹奇 . 大型风电齿轮箱关键设计技术 [J]. 中国新技术新 产品 ,2017(10).
[2]] 翟晶 , 王曰辉 , 柴希 . 风电齿轮箱轴承检修中的判定综 述 [J]. 机械研究与应用 ,2017,30(05).
论文作者:何平
论文发表刊物:《大众科学》2017年10期
论文发表时间:2018/4/19
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