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1、齿轮箱维护和故障分析风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组成。其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。所以，对海阳、莱州、开发区风场齿轮箱故障现象统计如下表：jlH四轮箱故障现象风扇故障润滑压力低刖、后轴承漏油空心管漏油高速轴轴颈渗油润滑油温度高油泵故障清洗滑环液压站压力无法保压压油压力低液压泵液压低发电机轴承2温度高液压油位底风机油缸损坏风机齿轮箱油位低次数331222413332108211从上表中得
2、出结论，我们风场风机齿轮箱的故障主要是在润滑系统、液压系统和齿轮的损坏三大方面。齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精度等原因是其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩擦，这都会产生一定的热量。如果这些热量在它们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最后导致高温烧毁齿轮和轴承。因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。所以润滑油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。对于风电齿轮箱，对于所有的齿轮和轴承我们都要采用强制润滑。因为强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是监控不
3、了的。从安全性考虑采用强制润滑。、风电齿轮的损坏类型及其判断卜表为齿轮轮齿的主要故障形式及其原因编号主要故障形原因1局部断齿1.疲劳2.过载3.冲击2磨损1.过载2.润滑剂不洁3点蚀1.齿面硬度低2.过载3.载荷不均4胶合1.供油不良2.齿轮精度低3.温度过高4.齿面硬度低5齿根疲劳裂纹1.疲劳2.过载3.齿根圆角处热处理或加工缺陷1、断齿根据裂纹扩展的情况和断齿原因断齿包括过载折断（包括冲击折断）疲劳折断以及随机断裂等断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。疲劳折断发生从危险截面（如齿根）的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力，造成瞬时折断其根本原因是轮齿在过高的交变应力
4、重复作用，在疲劳折断处，是贝状纹扩展的出发点并向外辐射产生的原因有很多。主要是材料选用不当，齿轮精度过低，热处理裂纹，磨削烧伤，齿根应力集中等等因此在设计时需要考虑传动的动载荷谱，优选齿轮参数，正确选用材料和齿轮精度，充分保证加工精度消除应力集中集中因素等等。过载折断总是由于作用在轮齿上的应力超过其极限应力，导致裂纹迅速扩展，常见的原因有轴承损坏突然冲击超载轴弯曲或较、大硬物挤入啮合区等断齿断口有两种形式一种呈放射状花样的。裂纹扩展区，一种是断口处有平整的塑性变形，断口副可以拼合仔。细检查可看到齿面精度太差，材质的缺陷，轮齿根部未作精细处理等在设计中应采取必要的措施，充分考虑预防过载因素安装时
5、防止箱体变形，防止硬质异物进入箱体内等等。2、磨损齿轮的磨损部位主要是齿的啮合和渐开线工作面以及齿轮两端平面，磨损是描述自轮齿接触表面上损耗掉金属的通用术语磨。损一般包括四种第一种是正常的磨损或磨光它是由接触表面上的。金属以一定的速率缓慢的损耗在齿轮的预期寿命内它对正常的使。用将不影响第二种是中度磨损，它可能产生于重负荷的轮齿是金属的较快的损耗该种磨损一定产生破坏,也会降低使用寿命,。并可能加大噪音第三种则是破坏性磨损，它是齿面的损伤损坏或。由于磨损而造成齿廓的变化以至于达到非常严重的程度,显著的降低齿轮的寿命,平稳性也将受到破坏第四种是磨料性磨损，它是角于在轮齿的啮合中进入细颗粒而引起损坏这
6、种颗粒可能是来自铸造后遗留的砂或片落，齿轮箱中未清除的污物,油中或空气中的杂质以及轮齿表面或轴承剥下的金属颗粒。3. 点蚀在交变的接触应力多次反复作用下，在齿面接线附近，会出现若干小裂纹，封闭在裂纹中的润滑油，在压力作用下，产生锲挤作用而使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而行成麻点状凹坑，形成齿面疲劳点蚀。其原因有齿面硬度低和过载以及载荷不均。防止失效的措施是提高齿面硬度和采用正角度变位传动和提高润滑油的粘度。4. 齿面胶胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜受到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上的金属的现象。对于重载和高速齿轮的传动，一旦润滑条件不良，由于齿面工作区温度很高，齿面间的油膜就会受
7、到影响甚至会消失，长时间工作之后，一个齿面的金属会熔焊在与之啮合的另一个齿面上，这样就会在齿面上形成垂直于节线的划痕状胶合，适当改善润滑条件和及时排除干涉起因,调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。5. 齿根疲劳裂纹疲劳裂纹的产生是由于齿轮在实际啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，从而产生脉动载荷，进而产生剪应力，这种力使齿轮表面层深处产生脉动循环变化使齿轮表面层深处产生脉动循环变化，当这种剪应力超过齿轮材料的疲劳极限时，接触表面将产生裂纹。在过大的接触剪应力和应力循环次数作用下，轮齿表面或其表层下面产生疲劳裂纹并进一步扩展而造成的齿面损伤，其表现形式有破坏性点蚀早期点
8、蚀齿面剥落和表面压碎等特别是破坏性。点蚀，常在齿轮啮合线部位出现，并且不断扩展，使齿面严重损伤，磨损也会加大，最终导致断齿失效正确进行选择好材质，齿轮强度。设计，选择合适的精度配合，提高安装精度，保证热处理质量，改善润滑条件等，是解决齿面疲劳的根本措施。二、齿轮箱的维护1. 腐蚀状况和泄漏情况检查检查所有部件的腐蚀状况。如果发现外表面有腐蚀，必须立刻按照覆盖说明书对该部件进行处理。检查所有部件，特别是齿轮箱、液压系统、刹车和油液泄漏。必须排除泄漏并找出到泄泄漏原因。必须更换损坏部件并清理被污染的区域。2. 运行的异常噪音检查必须检查运行部件的异常噪音，要特别注意主轴轴承、刹车装置在运行中的噪音
9、漏原因。3. 齿轮箱在维护齿轮箱之前，必须使风机安全停机，并确保不会因为误操作而启动（确保刹车可靠和风轮锁紧）3.1 检查齿轮箱是否有异常噪音运行时是否有异常的噪音。3.2 检查油位从油标检查齿轮箱的油位。3.3 检查齿轮箱是否有泄漏检查所有的凹槽、迷宫环和泄漏油液的流迹。3.4 检查油液状况?在500小时后必须进行油液的抽样检查，不管运行状况如何抽样的时间不能迟于一年。抽样检查油液对于评定各种油液的特性（粘性、老化水融性等）是非常重要的。油液检查后的结果应该告诉你的油液供应商。?更换油液?如果使用矿物油必须每2年更换一次，如果使用人工合成油必须每3年更换一次；油液若从外观上就发现变性，应该立
10、即更换。?油液更换时，必须使用和先前同一牌号的油液。不允许使用混合油或不同生产厂家的油液。要特别指出的是，人工合成油并不是不同矿物油或其它不同油液的简单混合。如果从矿物油换到合成油，或是从合成油换到矿物油，在注入新油液之前必须彻底清洗齿轮箱。?在更换油液时，为了清除箱底的杂质、铁屑和残留油液，齿轮箱必须用新油液进行冲洗。高粘度的油液必须进行预热。新油液应该在齿轮箱彻底清洗后注入。?注意：?旧的油液应该在停机后齿轮箱冷却之前尽快排出。?换油步骤：?在放油球阀下放置合适的积油容器。?卸下箱体顶部的空气滤清帽。?把油槽及凹处的残留油液吸出，或用新油进行冲洗，这样也可以把油槽中的杂质清除干净。?清洁位
11、于放油堵头处的磁铁。?拧紧放油堵头（检查油封：堵头处受压的油封可能失效，必要时可更换油封）。?卸下观察盖板进行检查。?将新的油液过滤后注入齿轮箱（过滤精度：30上）。必须使油液液位达到液位计的标注刻度处，以保证可以轴承和齿轮润滑可靠。?检查油位（油液必须加到油标的中部）。盖上观察盖板，装上空气滤清帽3.5 检查齿轮?检查有可能损伤的齿轮啮合面。3.6 清洁空气滤清帽?必须每年清洁空气滤清帽，先拧下空气滤清帽，然后用清洗剂进行清洗，待干燥后在拧上。3.7 检查齿轮箱的弹性支撑是否有损伤?必须检查弹性支撑的磨损状况，是否有裂缝以及老化情况。如果发现有明显的老化痕迹，必须予以更换。3.8 润滑冷却循
12、环系统3.8.1 检查系统是否有泄漏?检查所有的接头和油管是否有泄漏。?必须排除所有的泄漏并找到泄漏原因。3.8.2 检查软管是否老化?检查在润滑冷却循环系统中的软管是否老化，是否有裂纹。?如果发现软管的表面有老化痕迹和过多的裂纹，必须进行更换。3.8.3 检查各传感器开关是否工作正常?如果传感器失灵或损坏，请立即更换。3.9 安全刹车3.9.1 检查刹车圆盘的外表面以及上面是否有油污?必须确保刹车圆盘上没有油污。如果发现有油污，必须找到原因并加以排除。并且必须更换制动块。3.9.2 检查圆盘表面：必须保证圆盘表面平整，圆盘边缘没有条纹状裂纹，如果发现有问题，圆盘和制动块必须更换。3.9.3
13、检查制动块?必须定期检查制动块的磨损情况，确保各制动块有1mm的摩擦层（也就是说保证圆盘和制动块之间有2.25mm的间隙）。3.9.4 检查刹车夹钳?检查刹车夹钳是否有油污，或者其它黏附物，任何污染物都必须清除。检查刹车夹钳的腐蚀状况。如果发现有腐蚀地方必须清除，并对腐蚀区域加以防护。三、润滑系统维护?润滑系统由供油装置、过滤系统、油/风冷却装置及中间连接管路组成。?1.过滤系统上装有滤油器污染发讯器，当滤油器进出油口压差达到3.5bar时，污染法讯器发出电讯号，同时污染发讯器上也有灯光显示，此时应及时更换滤芯。如果更换滤芯不及时，滤油器进口压力达到14bar时，滤油器旁通阀将会开启，此时滤油
14、器将失去过滤作用，齿轮箱必须停止运转！?2.滤芯的更换过程：?更换滤芯时必须确认供油装置处于停机状态，滤油器必须卸压（压力表显示0bar状态）。可以通过拧松滤筒底部的排油螺塞卸压（工作时必须拧紧）。?更换滤芯步骤：?旋下滤筒，取出旧滤芯。?清洗滤筒，把新滤芯装上，旋上滤筒。?旋紧滤筒，再回松1/4圈。?更换滤芯后，重新启动工作，注意观察压力表工作压力?3.旁路过滤?当齿轮箱长时间运行后，箱体内部润滑油会逐渐污染，底部沉淀颗粒状污染物。为提高润滑系统清洁度，延长过滤器使用寿命，可对齿轮箱进行旁路冲洗过滤。旁路过滤装置由用户自备，箱体上预留有安装接口。?4.低温启动?冬季低温状态时机组启动必须考虑
15、油液的加热。当油温低于-10时可通过电加热器将油温升到10以上；当油温低于-10至-30时由于润滑油粘度太大，则应采用专用的低温旁路加热系统加热油液。低温旁路加热系统由用户自备，箱体上预留有安装接口,该接口与旁路过滤装置接口共用。四、液压系统的故障分析和诊断第一步：液压设备运转不正常，如没有运动，运动不稳定，运动方向不正确，运动速度不符合要求，力输出不稳定，爬行等，无论是什么原因，都可以归纳为流量、压力和方向三大问题。第二步：审核液压回路图，并检查每个液压元件，确认其性能和作用，初步评定其质量状况。第三步：列出与故障相关的元件清单，进行逐个分析。进行这一步时，一要充分利用判断力，二是注意绝不可遗漏对故障有重大影响的元件。第四步：对清单中所列元件按以往的经验和元件检查难易排列次序。必要时，列出重点检查的元件和元件重点检查部位，同时安排检测仪器等。第五步：对清单
