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风机齿轮箱轴承箱漏油故障分析

2017-3-24 16:27:03 次浏览

                                                                                风机齿轮箱轴承箱漏油故障分析

   齿轮箱是风力发电机组最为关键的部件之一,是风力发电机的核心部件,其密封性能的好坏,直接影响到风力发电机运行的可靠性以及齿轮和轴承的使用寿命。若工作环境十分恶劣,在运行过程中经受载荷的大小和方向都难以预测,瞬间载荷、随时间变化的变幅交变载荷的大量不确定性等导致风力发电机组极易发生故障,作为风力发电机组中主要传动部件,齿轮箱是目前风力发电机组最容易产生故障的零部件之一。漏油严重会导致恶性循环,维修成本高、维修过程很繁琐,工作量巨大!

   风电齿轮箱常见故障有齿轮损伤、轴承损坏及运转异常、断轴、渗漏油、齿轮箱异响、振动较大、油温油压异常、连接螺栓损坏、润滑系统故障等特点。

 

   下面请湖北新置技术部刘工向大家讲解一下齿轮箱常见故障及原因分析

首先说一下齿轮损伤:齿轮损伤主要包括轮齿折断(断齿)、齿面疲劳(点蚀)、齿面胶合、齿面磨损等。对齿轮箱中齿轮出现的故障,结合国内的使用结果或报告都不经相同,即发生最多的为齿面的损坏,从应用初期的微点蚀,到逐步扩展的大面积点蚀、剥落或磨损。这个是跟材质有极大关联性。

其次断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。突发性的阵风或者电网故障导致的突发载荷、发生故障时的紧急制动等,都会产生较大载荷,有时甚至数倍超过额定载荷,引起齿轮的过载折断;另外轴承损坏、轴弯曲或较大挤入啮合区等也会引起轮齿的冲击折断;齿轮材料缺陷,点蚀、剥落或其他应力集中造成的局部应力过大,或较大的硬质异物落入啮合区均会引起齿轮的断裂。在风电齿轮箱内部行星级、低速中间级、高速级都有出现的情况,其中齿轮断齿的情况最为严重,一旦出现断齿的情况,大部分齿轮箱需要下塔进行维修。

    轴承损坏常见故障及原因分析

由于风电机组工作的特殊性和载荷的复杂性,轴承是风电齿轮箱中一个相对薄弱的环节。统计数据表明早期的风电齿轮箱故障大多是有轴承引起的,随着现场经验的增多,目前轴承引起的故障明显降低,但在齿轮箱故障中仍占有一定比例,其失效常常会引起齿轮箱灾难性的破坏。由于涉及选型不当、安装偏差、润滑不足等方面的原因,极易发生轴承烧毁,滚道表面发生点蚀、裂纹、表面剥落等损坏及轴承温度异常等情况。轴承损坏及运转异常(温升较快、前后轴承温差较大)的主要影响因素有初始游隙和配合选择不当、相邻部件变形(轴承座、轴)导致游隙变化;油嘴直径过小、油压过小、油嘴位置设计不当等导致的润滑油量过小;轴承选择不当,轴承所受径向载荷不能达到轴承最小径向载荷要求导致的轴承打滑;回油孔设计不当,回油滞留导致回油不畅;润滑油脏,铁屑、杂质等随润滑油进入滚道间,导致轴承的磨损。

齿轮箱高速轴轴承发生损坏的情况较多,如若高速轴在塔上不可更换或齿轮箱内其它部位的轴承损坏后,齿轮箱须下塔进行维修处理。

   齿轮箱渗漏油常见故障及原因分析

   齿轮箱的渗漏油情况主要发生在箱体与齿圈结合面、端盖与箱体结合面、低速轴和高速轴轴颈处、润滑冷却系统管接头处等。箱体与齿圈结合面漏油的可能原因有箱体与齿圈连接螺栓松动、箱体与齿圈结合面安装密封胶条的环槽设计不当,密封胶条选用不合适等。齿轮箱低速轴、高速轴轴颈处渗油、漏油主要原因有密封结构设计不合理导致回油不畅、采用盘根接触式密封,盘根磨损后导致回油孔堵塞、密封件选用不合适等。润滑系统管接头处渗漏油主要原因有管接头松动或是没有拧紧,管接头安装时没有涂密封胶、管接头本身密封效果不好等。

2所示的高速轴密封结构,此密封结构存在一定渗漏油风险,甩油环甩出的油易附着在端盖的面上,有可能造成油从端面上重新滴落到轴上,另外密封件(盘根)易被磨损,且磨损产生的颗粒杂物进入回油通道后易将其堵塞,从而影响回油导致高速轴渗漏油。

   齿轮箱异响、振动大的原因分析

 齿轮箱异响总和振动相伴的,齿轮箱异响及振动较大的情况较多,异响和振动产生的原因分析比较复杂,但是可以确定的是以下各因素都有可能导致齿轮箱产生异响和较大的振动:齿轮件和箱体加工精度不高、各部件装配误差较大;齿轮箱箱体强度不高、轴刚度不足,导致齿轮轴发生变形、影响齿轮啮合产生异响和振动;齿轮传动因摩擦磨损和疲劳点蚀、剥落使齿轮啮合精度大为降低,亦会产生异响和振动。

 齿轮箱油温油压异常的原因分析

 齿轮箱油温油压异常主要表现在齿轮箱油温偏高、油压偏高或偏低等。齿轮箱油温偏高的主要因素有冷却器冷却能力设计不够;主机机舱通风结构设计不当,机舱通风效果不好,导致齿轮箱温度偏高;润滑系统温控阀故障,齿轮箱润滑油不经冷却器直接进入齿轮箱;齿轮箱润滑油压异常,影响因素有润滑系统支路故障、润滑系统故障等。润滑系统故障主要包括温控阀问题导致齿轮箱油温偏高、机械泵抽不起油、润滑系统电机故障、油泵电机过载(温度低、粘度大)等。

    以及其它因素

 1、齿轮箱连接螺栓损坏,形式为螺栓断裂,主要影响因素有齿轮箱受冲击载荷的作用;螺栓本身质量问题(螺柱整体热处理效果差,表面质量存在缺陷);螺栓松动或没有按规定力矩拧紧,使得螺栓在工作过程被剪断;

 2、低温条件下齿轮箱受冲击载荷作用,齿轮箱箱体或齿圈发生开裂,主要原因是箱体材料本身或热处理达不到要求导致低温时的脆性断裂。

 针对风电齿轮箱轴承箱出现的上述问题,湖北新置专业解决风电行业的密封及润滑技术难题,技术服务电话400-823-0809!



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