机械系统安全性优化探讨

风力机上的机械系统如下：

1）传动系统：轮毂、主轴、齿轮、联轴器、制动器、轴承、发电机。

2）机械控制系统：变桨系统、翘铰机构、偏航系统、液压气动系统。

机械部件的安全性通常由前面章节描述的结构安全性所决定，但是作为机械系统的部件，在评估机械系统安全性的时候，除了结构安全性之外，还有其他的一些方面需要考虑。

磨损产生的表面损伤，如由于微运动或由于润滑不良产生齿牙灰癍，从而在连接处造成腐蚀磨损，导致的结构强度限制。所以，类似摩擦、润滑以及表面处理这些都是机械安全基本的方面。

机械部件通常由脆性高强度材料制成，如用于齿轮的表面硬化钢、感应硬化的滚动轴承钢。进一步地讲，机械部件的强度常常取决于严格的公差范围，如齿牙正确的啮合与连接处的表面匹配。(www.xing528.com)

非金属材料，如用于机械部件获得阻尼或用于液压部件密封的橡胶，材料的时效特性和对温度的依赖是这类材料最重要的特性。

机械部件在很多情况下都承受内力，如液压系统压力、螺栓预拉伸、过盈连接的收缩应力。在其他情况下，强度要求取决于旋转速度，如内部齿轮轴每旋转一次会经历一次完整的弯曲循环。

机械安全性或多或少地依赖于几个定义明确的参数，它们常常处于十分复杂的组合中。准确定义所有的控制现象是很难的，在实践中，假设并不总是成立的。就失效概率而言，采用概率方法来评估机械安全性并不总是可行的。

由于机械系统的复杂性，必要的安全性水平需要依靠经验并结合给定失效的后果来确定。比较典型的是，用于机械设计的规程与标准、没有确定对安全因子的要求。这些也适用于大多数常用的标准，包括齿轮标准ISO6336与DIN3990与轴承的动态载荷评估标准ISO281。所以最低的安全性要求需要根据制造商的经验来决定，如果可能，这些安全性要求也可以根据政府机构、认证组织以及风力机开发商来决定。作为一个通用导则，结构安全性要求应同时构成机械安全性要求的下限。

机械部件易受雷电袭击，导致失效，因此应该接地。确定接地等电位截面的要求可以参考DEFU（丹麦电力研究院规范，1999）。由于接触面积较小，如滚动轴承这样的旋转、移动部件有可能遭雷击而起火。这些部件可以通过两部分的保护系统给予保护：一是通过低阻尼替代部件对电流进行转移；二是通过移动部件减少电流，如通过电气绝缘的方法实现。