NB_T10995-2022风力发电机组高速轴联轴器技术规范.docx

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1、ICS 27. 180CCSFl 1NB中华人民共和国能源行业标准NB/T109952022风力发电机组高速轴联轴器技术规范Technicalspecificationforhigh-speedshaftcouplingsofwindturbines2022-11-04 发布2023-05-04实施国家能源局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义I4总则35典型结构36代号57技术要求58 检验方法79 检验规则810 标志、包装及存储9附录A（资料性）联轴器选型计算方法10附录B（规范性）联轴器静态刚度试验方法13-XX.-A刖百本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第

2、1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由国家能源局提出。本文件由能源行业风电标准化技术委员会风电机械设备分技术委员会（NEATC1/SC5）归口。本文件起草单位：国电联合动力技术有限公司、内蒙古华德新技术有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司、雷勃动力传动（漳州）有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、浙江运达风电股份有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中车山东风电有限公司、山西大新传动技术有限公司、沈阳三环机械厂、艾斯彼传动技术（天津）股份有限公司。本文件

3、主要起草人：刘桂然、嘟元、董健、员一泽、胡伟辉、何来喜、刘登、殷杰、赵琦伟、刘鑫、肖旺、梁细明、王哲、张伟、曹光斗、欧勤兵、崔文靖、李嘉豪。本文件为首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。风力发电机组高速轴联轴器技术规范1范围本文件规定了风力发电机组高速轴联轴器（简称联轴器）的典型结构、代号、技术要求、检验方法、检验规则，以及标志、包装及存储。本文件适用于水平轴风力发电机组所用高速轴联轴器，风力发电机组所用其他类型的联轴器可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中

4、，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T19I包装储运图示标志GB/T1144矩形花键尺寸、公差和检验GB/T15912018低合金高强度结构钢GB/T18042000一股公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T3098.1GB/T3098.2紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱紧固件机械性能螺母GB/T3478.GB/T4879GB/T5371GB/T6388GB/T9239. 1 GB/T13384 GB/T17107圆柱直齿渐开线花键（米制模数齿侧配合）第1部分：总论防锈包装极限叮配合过盈配介的计算和选用运输

5、包装收发货标志1-2006机械振动恒态（刚性）转广平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验机电产品包装通用技术条件锻件用结构钢牌号和力学性能GB/T18451.1风力发电机组设计要求GBT19960.12005风力发电机组第1部分：通用技术条件GB/T31838.4-2019固体绝缘材料介电和电阻特性第4部分：电阻特性（DC方法）绝缘电阻IEC61400-1风能发电系统第1部分：设计鬟求（Windenergygenerationsystems-Part1:Designrequirements)ISO4624:2016色漆和清漆拉开法附着力试验(PaintSandvarnishes-Pull-

6、offtestforadhesion)ISO12944-5:2019色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第5部分：防护涂料体系(PaintsandVamishes-Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems-Part5Protectivepaintsystems)VDI2230高强度螺栓连接系统计算(SySIematiCcalculationofhighdutyboltedjoinis-Jointswithonecylindricalbolt)3术语和定义GB/T18451.1界定的以及下列术语和定义适用于本文

7、件。注：本文件的定义优先采用。高速轴联轴器high-speedshaftcoupling风力发电机组中，用于连接增速齿轮箱输出端和发电机输入端，来实现扭矩和功率传递的联轴器。3.2工作环境温度operatingambienttemperature风力发电机组在正常工作状态下，机舱内的温度。3.3生存环境温度survivalambienttemperature风力发电机组在停机或空转状态下，联轴器不发生失效的机舱内温度。3.4旋向rotationdirection从叶轮看向发电机，齿轮箱输出轴的旋转方向，顺时针为正，逆时针为负。3.5额定扭矩T,ratedtorqueTo风力发电机组达到额定功率

8、时，齿轮箱输出轴的扭矩。3.6额定打滑扭矩T,ratedsliptorqueT,扭矩限制器发生过载打滑时的扭矩额定值。3.7极限扭矩TIimittorqueTm扭矩限制器传递扭矩的最大值。3.8轴向偏差AKoaxialdeviationK,增速齿轮箱输出端与发电机输入端的轴向偏移量。3.9径向偏差!,radialdeviationK,增速齿轮箱输出端与发电机输入端轴线的径向偏移量。3.10角向偏差angulardeviationKo增速齿轮箱输出端与发电机输入端轴线夹角。3.11轴向许用偏差K。axialallowabledeviationKo联轴器连续工作时，允许的最大轴向偏差。3.12径向

9、许用偏差K,radialalIowzbledeviationK,联轴器连续工作时，允许的最大径向偏差。3.13角向许用偏差KangularallowabledeviationK联轴器连续工作时，允许的最大角向偏差。3.14轴向瞬时许用偏差KaxialmomentaryallowabledeviationKm联轴器工作时，允许出现的瞬时的最大轴向偏差。3.15径向瞬时许用偏差K,radialinstantaneousallowabledeviationK,联轴器工作时，允许出现的瞬时的最大径向偏差。3.16角向瞬时许用偏差KangularmomentaryallowabledeviationKm

10、联轴器工作时，允许出现的瞬时的最大角向偏差。4总则4.1 风力发电机组高速轴联轴器应设计为挠性联轴器，具有轴向偏差、径向偏差和角向偏差的纠偏能力，各向许用偏差计算方法的相关示例见附录A。4.2 除非供需双方另有约定，否则联轴器供货企业应按照IEC61400T和整机企业提供的载荷规范进行设计和计算，陆上机组联轴器设计寿命应不低于20年，海上机组联轴器设计寿命应不低于25年。4.3 供货企业应当提供依据，证明联轴器可以满足使用寿命要求，提供的依据可以是以下内容之一：a）相似联轴器产品的试验室扩展试验；b）挠性元件和其他交变应力部件的疲劳分析。4.4 除非供需双方另有约定，否则风力发电机组联轴器般应

11、按照寿命期内免维护的原则进行设计。如果联轴器设计中包含易损件，应在设计文件和安装维护说明书中进行说明，并提供给整机企业。4.5 联轴器有旋向要求的，应当在设计文件和安装维护说明书中进行说明，并提供给整机企业。5典型结构5.1双挠性元件联轴器图1为双挠性元件联轴器的一种典型结构，联轴器由齿轮箱侧锁紧盘、高速制动盘、中间管、扭矩限制器、发电机侧锁紧盘和两组挠性元件组成。标引序号说明：1齿轮箱侧锁紧盘;2高速制动盘：3挠性元件：4中间管：5扭矩限制器；6发电机侧锁紧盘.图1双挠性元件联轴器示意图设计时供需双方须确认以下接口参数：B高速制动盘厚度；D1高速制动盘外径；D2齿轮箱侧锁紧盘内孔孔径；D3发

12、电机侧锁紧盘内孔孔径；D4联轴器最大旋转外径（不含制动盘）；S齿轮箱输出轴与发电机输入轴的轴端距离；1.联轴器总长；H1高速轴制动器安装面到高速制动盘的距离；H2高速轴制动器安装面到齿轮箱高速轴轴端距离。5.2 单挠性元件联轴器图2为单挠性元件联轴器的一种典型结构，联轴器由发电机侧传动法兰、扭矩限制器、挠性元件、齿轮箱侧锁紧盘和高速制动盘组成。标引序号说明：1 发电机侧传动法兰;2一一扭矩限制器：3一一挠性元件；4一一高速制动盘：5一一齿轮箱侧锁紧盘。图2单挠性元件联轴器示意图设计时供需双方须确认以下接口参数：B高速制动盘厚度；D1高速制动盘外径；D2齿轮箱侧锁紧盘内孔孔径；D3联轴器最大旋转

13、外径（不含制动盘）；D4发电机侧传动法兰外径；D5发电机侧传动法兰连接螺栓分度圆直径;D6-发电机侧传动法兰止口直径；1.联轴器总长。6代号6.1 联轴器代号由前置代号、结构代号、基本代号和后置代号四部分构成，各部分之间用“-”隔开。6.2 前置代号为高速轴联轴器英文首字母“HSSC”。6.3 结构代号按照挠性元件的结构形式进行标识，见表1。表1挠性元件的结构代号与结构形式结构代号结构形式M金属膜片式P复合材料式L机械连杆式SE其他结构（由供需双方定义）6.4 基本代号由联轴器最大旋转外径（不含制动盘）和总长组成，各参数之间用“X”连接。6.5 后置代号为额定打滑扭矩，单位为kNm6.6 联轴

14、器代号如图3所示。IISSC-M-520X650-50一联50kNm联轴器总长65Omm-圾人旋转外径52Omm（不含制动温）挠性元件为金属膜片式高速轴联轴器标记图-3联轴器代号示意图7技术要求7.1 环境条件联轴器环境温度宜满足以卜.条件：a） 工作环境温度-30C50C;b） 生存环境温度-40C50C7.2 材料7.2.1所有材料应通过国际标准、国家标准或行业标准进行识别，如果没有适用标准，供货企业应在其内部标准中规定所用材料的机械性能要求，并按要求将此标准提供给整机企业。7.2.2除非供需双方另有约定，否则高速制动盘宜采用Q355D,材料成分和性能应符合GB/T15912018的规定。

15、7.2.3除非供需双方另有约定，否则锁紧盘宜采用42CrMO或4OCr,材料成分和性能应符合GB117107的规定。7.3热处理联轴器部件不应存在影响性能的内应力，热处理类型应由供需双方协商一致。7.3.1调质淬火和回火时，高磨损区域应完全淬透，淬火和回火只能在粗车后进行，机械性能由供需双方协商一致。7. 3.2表面硬化表面硬化处理时，硬化方法和硬化层深度应由供需双方协商一致。7.4尺寸公差7.4 .1锁紧盘与轴推荐采用G7/h6、F7h6配合，具体配合应由供货企业计算确认。7.5 .2未注尺寸公差应符合GB/T18042000规定的m级。7. 5表面质量联轴器各部件表面不应有磕碰、划痕、锈蚀

16、、变形及防腐层剥落等缺陷。7.6 电绝缘7.6.1 联轴器设计应考虑电气绝缘，绝缘方式和使用的材料应得到整机企业认可。7.6.2 一般要求直流100oV电压下，联轴器绝缘电阻值至少为IOMQ,其他要求时，由供需双方协商确定。7.7 防腐要求7.7.1除高速制动盘和装配面外，其余金属外表面应进行防腐处理。7.7.2陆上机组用联轴器防腐等级应不低于IS012944-5:2019规定的C3-H级，海上机组用联轴器防腐等级应不低于IS012944-5:2019规定的C4-H级。7.8静态刚度7.8.1供货企业应向整机企业提供联轴器静态轴向刚度、径向刚度和扭转刚度。7. 8.2静态刚度公差应满足表2要求

17、。表2静态刚度公差项目轴向刚度径向刚度扭转刚度刚度公差+15%+15%+15%7.9 联轴器与轴的联结7. 9.1采用锁紧盘联结，锁紧盘内孔表面粗糙度为Ral.6m.8. 9.2采用锁紧盘联结应按照GB/T5371进行计算。9. 9.3采用矩形花键联结设计应符合GB/T1144的规定。10. .4采用圆柱直齿渐开线花键联结应符合GB/T3478.1的规定。11. 9.5采用法兰联结，联结螺栓应按照VDI2230进行计算。7.10 高速制动盘7.10.1高速制动盘可与联轴器一起供货，也可以单独供货。7.10.2高速制动盘表面粗糙度应不高于Ra3.2m7. 10.3高速制动盘两端面跳动应不大于0.

18、2mm。7.11 挠性元件和中间管7.11.1 联轴器的纠偏能力通过挠性元件和中间管来实现，挠性元件和中间管的材料及结构类型由供需双方共同确认。7.11.2 供货企业应向整机企业提供连续工作时联轴器许用偏差K。、K,和K,以及瞬时许用偏差K,、K,m和KWgaXo7.12 扭矩限制器7.12.1 扭矩限制器既可以与中间管集成，也可以与锁紧盘集成，具体型式由供需双方共同确定，但扭矩限制器应设计在发电机侧。7.12.2 打滑扭矩应满足T,15%的精度范围。7.13 紧固件7.13.1紧固件机械性能应符合GB/T3098.1和GB/T3098.2的规定。7.13.2供货企业应给出螺栓的拧紧力矩，并说

19、明润滑剂类型及涂抹方式。8检验方法8.1 尺寸检查产品尺寸检查应使用游标卡尺、高度尺、螺纹通止规等量具检测，特殊尺寸应采用专用量具进行检测。8.2 外观检查表面质量应采用目测法进行检查。8.3 防腐检验8.3.1涂层对金属底材的附着力应符合IS04624:2016的规定，试验平均值应不低于5MPa.8. 3.2涂装后的表面应均匀、细致，光亮和色泽一致，不应有漏涂、皱纹、针孔及流挂现象。8.4 强度测试对联轴器施加轴向位移K。，然后加载极限扭矩T进行扭转试验，在极限载荷下保持10min,然后对联轴器施加径向位移K,然后加载极限扭矩T进行扭转试验，在极限载荷下保持10min,试验完成后联轴器无损坏

20、。强度测试范围为挠性元件和中间管。8.5 疲劳测试同时施加轴向位移a0和径向位移!,且两个方向总的偏移变化量之和(AK。K)+(ZK,K,)100%,然后按照整机企业技术规范提供的试验疲劳载荷进行疲劳测试。如果整机企业未指定试验疲劳载荷，推荐以额定扭矩作为均值，以等效疲劳载荷为幅值，以试验频率4Hz循环LOXlO次进行疲劳试验，要求试验完成后联轴器无损坏。8.6 扭矩限制器寿命测试以大于L15倍的额定打滑扭矩进行扭矩限制器的寿命测试，测试过程中扭矩加载周期应不大于1s,要求累计打滑角度20000。后,打滑扭矩下降值应不大于15%。8.7 打滑扭矩调节如整机企业未指定打滑扭矩的出厂调节范围，应按

21、照额定打滑扭矩5%的范围进行调节。8.8 刚度测试疲劳试验前，进行的联轴器静态刚度测试应符合附录B的规定。8.9 绝缘测试绝缘电阻测试方法应符合GB/T31838.42019的规定。8.10 动平衡测试对联轴器各部件（不含挠性元件）进行动平衡测试，平衡品质级别应符合GB/T9239.12006规定的G6.3级。9检验规则8.11 验类别产品检验分为出厂检验和型式检验。8.12 验规则9. 2.1每台联轴器均应进行出厂检验，检验合格后签发合格证。10. .2型式检验应按下列情况进行：a）新产品定型鉴定时；b）产品的设计、工艺等方面有重大改变时。1.3 检验项目及方法出厂检验和型式检验的检验项目及

22、方法见表3。表3出厂检验和型式检验的检验项目及方法序号检测项目型式检验出厂检验检验方法1尺寸检查8.12外观检查8.23防腐检验8.34强度测试8.45疲劳测试-8.56扭矩限制器寿命测试8.678打滑扭矩调节8.7刚度测试8.89绝缘测试8.910动平衡测试8.10注：为需要检验的项目，一为不需要检验的项目。1.4 抽样验收检验数量应符合GBT19960.1-2005中7.2.4的规定，在生产批次中随机抽取1台2台。9. 5合格判定将检验数据进行整理、分析和对比，结果全部符合设计要求的判定为合格，如有不符合技术要求的项目，应采取技术措施，进行调整、修复，直至合格。10标志、包装及存储10.

23、1标志10.1.1打滑扭矩设定完成后，需要对扭矩限制器进行划线标识.10.1.2所有螺栓紧固完成后应进行划线标识。10.1 .3在联轮:粘贴产品铭牌，铭牌应包含联轴瑞、唯财编号和出厂日期等信息。10.1.4扭矩限制器k仙粘贴也可与联轴器总标乂.铭牌应包含扭矩限制器型号、额定打滑扭矩、唯一出厂编号和出厂日期等信息。10.2 合格证合格证应至少包含以下内容：a）联轴器名称、型号、出厂编号；b）供货企业名称；c）出厂日期；d）检验合格标记。10.3 包装10.3.1清洗后应符合GB/T4879的规定，对联轴器进行防锈包装。10.3.2产品包装应符合GB/T13384的规定。10. 3.3包装箱上的标

24、志应符合GB/T191和GB/T6388的规定。10.4 随机文件随机文件应至少包括以下文件：a）出厂合格证；b）联轴器安装维护说明书；c）出厂检验报告（含打滑扭矩出厂调节报告）；d）双方约定的其他资料。10.5 存储10.5.1联轴器应存放在清洁、干燥、通风、避免日晒雨淋的环境中，存放期内应避免与酸、碱、有机溶剂等物质接触。10.5.2在遵守10.5.1的情况下，供货企业应保证产品从出厂日起，在1年储存期内产品性能仍符合本标准的规定。附录A(资料性)联轴器选型计算方法A.1转矩计算选用联轴器时，各扭矩应符合以下关系：T2oSK,K,S,S(A4)KKSS;式中：S,交变疲劳扭矩的频率系数。1

25、0时，S=I(A.5)IOIOM.S/(a.6)S,选用非金属材料时，应考虑温度影响下的强度降低因素，温度系数见表A.2。环境温度1C天然橡胶(NR)聚氨酯(PUR)丁睛橡胶(NBR)-20-301.01.01.0+30401.11.21.0+40601.41.51.0表A.2温度系数表SA.3附加载荷计算联轴器不对中会产生附加恢复力和扭矩，轴向偏差产生静向载荷，径向和角向位移会产生交变载荷,附加载荷大小由偏移量和各项刚度决定，近似计算时，可用静态刚度替代动态刚度进行计算：轴向恢复力：径向恢复力：F,=K,C,角度方向恢复力矩：T=KC式中：Co静态轴向刚度，N三;C,静态径向刚度，Nmm;C

26、o静态角向刚度，Nm/radoA.4扭振计算以双挠性元件联轴器为例，按照多质量扭振系统进行扭振模型简化，器可参考执行。双挠性元件联轴器扭振系统模型如图A.1所示。hh，4ClCjQ图A.1双挠性元件联轴器扭振系统模型扭转振动计算方程：G-YV00-GQ+c2-32-G0=00-C2C2+C3-/7,-Co(A7)式中：I1一一齿轮箱端转动惯量+高速制动盘转动惯量+齿轮箱侧锁紧盘转动惯量+单组挠性元件转动惯量/2;I2单组挠性元件转动惯量/2+中间管转动惯量/2;I3单组挠性元件转动惯量/2+中间管转动惯量/2+扭矩限制器转动惯量（与中间管集成式）；I4一一发电机端转动惯量+发电机侧锁紧盘转动惯

27、量+单组挠性元件转动惯量/2+扭矩限制器转动惯量（与锁紧盘集成式）；C1齿轮箱侧挠性元件扭转刚度；C2中间管扭转刚度；C3发电机侧挠性元件扭转刚度；f固有频率。附录B（规范性）联轴器静态刚度试验方法BJ试验方法B.1.1轴向刚度试验a）试样在常温+23C环境下恒温24h后进行试验；b）联轴器一端固定，另一端施加轴向载荷，整体轴向加静瞰3欠，力IJ载范围0K。;O记录第3次循环曲线，应按照B.2计算联轴器的轴向刚度C。B.1.2径向刚度试验a）试样在常温+23C环境下恒温24h后进行试验；b）拗器L端固定，另一端题解向载荷，整体径向加载卸载3次，加载范围0K,；C）记录第3次循环曲线，应按照B.2计算联轴器的径向刚度C.。B.1.3扭转刚度试验a）试样在常温+23C环境下恒温24h后进行试验；b）联轴器一端固定，另一端施力口扭转载荷，整体扭转加载耸翱次，加载范围0T篦O记录第3次循环曲线，应按照B.2计算联轴器的扭转刚度C,。B.2静态刚度计算图B.1为静态刚度计算示意图，采用割线计算刚度方法进行静态刚度计算，选取（F,F，和（dd2）,按照式B.1计算相应载荷下的静态刚度值。djd,位碗图B.1静态刚度计算示意图C,=(F2-F)(d2-d1)(BD式中：C,静态刚度值；EF2刚度测试所施加力或扭矩;d,d2载荷测试位移或角度值。