风电齿轮箱的故障分析、维护与保养
本文摘要: 2013年10月18日上午,北京国际风能暨展览会——风电技术论坛——风电故障与分析。博世力士乐中国风能服务业务高级经理王宏智先生介绍...
渗透油,它的原因有很多,特点主要是有一些比如齿圈和箱体结合处的渗透,高速轴,低速轴的渗透,还有润滑冷却系统的管路出现渗漏。它的原因很多,一般发生渗漏油,我们上到机舱里面首先会检查齿轮箱上面的空气滤芯,很大一部分的程度,因为渗透油是因为空气滤芯堵塞造成箱体压力过大,如果把空气滤芯换掉,如果还渗透油,我们就要检查各个密封部位,到底从哪个地方渗透出来。比如齿圈、箱体的螺栓松动,还有密封胶条,还有盘根部的磨损,导致回油孔的堵塞。预防和维修措施就是定期更换空气滤芯,定期检查齿轮箱易漏油处的状况,以及密封部委胶条的损伤,或者选用的型号是不是有问题。
连接螺栓损坏,因为齿轮箱是由有力臂、壳体、齿圈组合而成,它需要用螺栓结合,螺栓损坏也是容易发生的一个故障。它的原因第一是齿轮箱冲击载荷的问题,第二、螺栓本身的问题,第三、我们在运维和安装的时候没按规定力矩拧紧螺栓,第三个原因出现的可能性很大。有时候拧的过紧,齿轮箱超过它的范围就会造成螺栓的首先断裂。预防和维修措施就是检查齿轮箱的螺栓状况,装配螺栓的时候按照规定的力矩拧紧,如果发现螺栓变形或者断裂,必须要马上停机。
机械泵损坏,机械泵在齿轮箱里面它的功能就是把润滑油打到每一个轴承的部位,它一般是在高速端,它运转也是属于高速运转,所以它也容易出问题。机械泵的损坏,一般的特点就是齿轮的锈蚀和一般齿轮的断裂。形成的原因由于长期存储,没有好防锈的处理,第二就是其他部位的损伤。预防和维修,就是长时间存储需要定期的转动高速轴,如果更换机械泵,我们可以在机舱里面进行,机械泵的运转属于有异响需要立即停机。
异响和振动,齿轮箱里面如果有问题,最容易异响和振动来表现。
油温和油压,通过油温油压的升高,我们可以检查一下,比如是不是机械泵的问题,齿轮的问题,是不是润滑系统的问题。这九类故障是在我们风电齿轮箱的运行里面最常见的。
下面就是针对九类故障总结出来六类的原因。产生这些故障主要的原因我们可以看到,也这么六类。第一、设计原因,如果设计的不好,载荷如果没有计算好,就会在后期的运维当中产生很多问题。另外,材料和热处理,制造原因,维护和存储原因,运输和安装原因,运行原因,这都是造成齿轮箱故障的主要原因。设计原因,比如传动链的载荷计算有问题,齿面的接触强度,轴承的计算偏差,包括润滑系统,密封系统的设计不合理都会产生问题。
材料和热处理也是容易产生问题的一个原因,这个里头我有这么一个案例,它是黑龙江的一个风场因为材料的问题产生的这么一个疲劳断裂,这是中间轴的一个断裂,这个就是主要我们通过分析又可以看出它主要是因为材料和热处理的一个问题。
制造原因,比如齿面的磨削形成的粗糙度不够,还有配合精度不合格造成的渗透油,包括密封圈,装配的误差都会产生问题,这个底下就是一个风场齿轮箱齿面的一个微点蚀的特征,它左边是一个低倍望远镜看的,右边是高倍望远镜看到的。微点蚀也是最容易由制造源产生的。
维护和存储原因,这个里头我们看两个实例,上海某一个风场在换油的时候,油之间的互溶性不好,造成了轴承的保持架出现了腐蚀,这台风机腐蚀以后在那儿停了一年多,他们跟润滑油的厂家打官司,就是因为他之前提供的报告和最后产生的结果不一致。这个是福建的一个风场的齿轮箱,就是因为它的齿轮箱产生问题以后,把它吊装下来,没有做好防锈处理,这种事实际上可以完全避免的。
运输和安装原因,我们这个也是容易产生问题的,我们做这个服务,遇到很多的情况,就是因为齿轮箱运输的时候跌落,这个案例就是有一个风场运输过程当中跌落,它的扭力臂部位摔伤了,但是直接影响到内部的齿轮。这是山东的一个风场用液压扳手,就是操作不当,安装的时候液压扳手损坏,里面有问题,造成了整个的螺栓的断裂。
运行的原因,静止压痕是运行当中的一个最主要出现的原因,这是上海的一个风场,它停机了一年以后,没有做任何的空转还有润滑,造成齿轮各个齿高速、中间、低速齿都产生了静止压痕。这是福建一个风场断齿以后没有产生急速停机,造成其他断齿的部位插到低速轴的齿轮里边。所以,就被压到低速轴的齿面里面,所以实际上这些产生的问题,运行当中都可以避免。