風(fēng)電齒輪箱的現狀調查與損壞原因分析
隨著(zhù)風(fēng)電機組運行時(shí)間的延長(cháng)，由于風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境惡劣，齒輪箱的故障越來(lái)越頻繁出現，諸如漏油，齒面點(diǎn)蝕、剝落、斷齒、異常磨損，軸承跑圈、滾道點(diǎn)蝕、剝落等現象。
導致出現上述缺陷因素很多，包括制造因素：齒輪箱結構設計、載荷計算、軸承選型、材料選擇、制造加工、出廠(chǎng)前的試車(chē)及清潔等;運行因素：控制策略、監控措施、維護方法;環(huán)境因素：氣候、變化無(wú)常的風(fēng)況;控制因素：任何一個(gè)環(huán)節控制不到位，均會(huì )導致隱患，從微小缺陷擴展成大缺陷，從而引起機械部分不可逆的損壞。
因此，風(fēng)電機組齒輪箱從出廠(chǎng)到淘汰報廢，我們要以全壽命周期管理理念，通過(guò)精心維護、科學(xué)管理來(lái)降低齒輪箱損壞率及下架率、縮短恢復時(shí)間，實(shí)現齒輪箱長(cháng)壽命健康運行，提高機組利用率。
損壞原因概略分析
齒輪箱損壞下架的原因很多，通過(guò)調查及數據統計，缺陷主要表現為：齒輪斷齒，齒面點(diǎn)蝕、磨損、剝落，內齒圈斷裂，行星輪損壞卡死，軸承磨損、內外圈跑圈等。
引起這些缺陷的直接原因主要是因為齒部接觸不良，出現偏載，局部應力過(guò)大、引起微裂紋并逐步擴展，致使齒面燒傷、點(diǎn)蝕、剝落，導致齒的局部斷裂。而引起這些現象的間接原因與設計制造、材料及熱處理、運行維護、控制策略、環(huán)境等因素都可能有關(guān)。每一臺齒輪箱下架具體情況會(huì )不同，但一般來(lái)說(shuō)，制造初始缺陷是潛在誘因，在使用過(guò)程中若載荷復雜、維護不當、不及時(shí)跟蹤處理會(huì )加速缺陷擴展。
需停機處理的故障主要集中在管路漏油、高速軸、電動(dòng)泵、油溫油壓報警、濾芯、冷卻系統、軸承及異響。這些故障會(huì )直接造成齒輪、軸承潤滑不良，若不及時(shí)處理會(huì )引起齒輪和軸承出現缺陷并擴展，甚至會(huì )導致下架。
全壽命周期內運行維護及管理要求
從出廠(chǎng)起，到運行維護、監控、故障處理、備件儲備，以及結構優(yōu)化等每個(gè)環(huán)節均需加強管理。做好前期控制，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、盡早處理，預防為主、防治結合，嚴格執行齒輪箱專(zhuān)項檢查，建立齒輪箱狀態(tài)跟蹤檔案，不斷完善故障處理方法。
一、出廠(chǎng)前的試驗、清潔
齒輪箱裝配完成，必須嚴格按照檢驗規范進(jìn)行整箱檢驗，按試車(chē)規范進(jìn)行加載試車(chē)。循環(huán)跑油后，尤其要保證出廠(chǎng)前的清潔度，達到齒輪箱清潔度要求，嚴格按采購方和制造方雙方技術(shù)協(xié)議要求進(jìn)行相應取樣檢測，嚴禁有大的金屬鐵屑、雜物殘留在齒輪箱內，否則上天運行后，過(guò)濾系統在短時(shí)間內不能完成全部過(guò)濾，甚至某些殘留物至始至終都不能通過(guò)過(guò)濾系統過(guò)濾。殘留鐵屑會(huì )在齒輪箱運行過(guò)程中對齒面、軸承滾道進(jìn)行擠壓，導致壓痕、磨痕。
對新出廠(chǎng)齒輪箱加注新潤滑油時(shí)，新油的清潔度需達到ISO440617/15/12標準，否則需經(jīng)過(guò)過(guò)濾。由裝配單位對每批次新齒輪箱潤滑油的清潔度進(jìn)行合適比例的抽檢，抽檢樣本送具有資質(zhì)的檢測機構檢驗，并將所有檢測結果進(jìn)行建檔。
二、存放和停機要求
(一)塔下存放
若齒輪箱出廠(chǎng)后需長(cháng)時(shí)間放置，必需制定相關(guān)存放要求，并嚴格執行。
(1)環(huán)境要求：做好防水、防潮、防塵措施以及內外零件防腐蝕;
(2)定期進(jìn)行內部油管、齒輪、軸承銹蝕的檢查，空濾狀態(tài)及失效檢查;
(3)按規定做維護保養：齒輪箱存放一段時(shí)間后，按要求去除內部零件的灰塵、水汽、銹蝕后，潤滑系統加油、通電，啟動(dòng)油泵進(jìn)行泵油循環(huán)，并以適當速度盤(pán)動(dòng)高速軸;
(二)塔上停機
當風(fēng)電機組不發(fā)電時(shí)，如機組吊裝完成后以及后期運行臨時(shí)停機，需對齒輪箱做好相關(guān)保護。
(1)如果傳動(dòng)鏈必須被鎖死，連續鎖住時(shí)間不能太長(cháng)，一般不超過(guò)一周。因為鎖緊銷(xiāo)與鎖緊盤(pán)存在間隙，葉輪的晃動(dòng)會(huì )導致齒輪副嚙合齒的來(lái)回擺動(dòng)，時(shí)間過(guò)久會(huì )在嚙合處產(chǎn)生微動(dòng)磨損。
(2)空轉時(shí)，需限制轉速，一般控制在300rpm以?xún)�，且保證齒輪箱內部零件的足夠潤滑。
三、加強日常運行維護管理
做好日常巡檢、定期維護，是風(fēng)電場(chǎng)目前降低齒輪箱故障率的主要手段。必須按照主機廠(chǎng)商作業(yè)指導書(shū)內容(如《風(fēng)電機組齒輪箱全壽命周期內運行維護指導書(shū)》)，保質(zhì)保量地進(jìn)行維護工作，確保齒輪箱良好潤滑。按檢查難度、周期性要求、齒輪箱結構特點(diǎn)制定維護項目，包括：日常巡檢、每季度項目、半年檢查項目與年度檢查項目。
嚴禁屏蔽齒輪箱油溫、油壓、油位、濾芯堵塞等報警信號，遇到報警未查明原因和解決之前，禁止為保發(fā)電量而啟機運行。在設計上報警不停機的信號，也需盡快處理，不能延誤和遺忘。當風(fēng)電機組報其它錯誤時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)運行人員首先嘗試的處理方法為遠程復位(夜間值班期間尤為突出)。這種做法并不合適。少量誤報故障確實(shí)可通過(guò)復位消除，但頻繁的自動(dòng)復位動(dòng)作只會(huì )增加對齒輪箱的沖擊，加速齒輪、軸承的疲勞損壞，縮短齒輪箱服役時(shí)間。因此，出現報警信號時(shí)，應停機檢查，及時(shí)找到問(wèn)題原因并徹底處理。
| 【上一個(gè)】 技術(shù)雜談：變頻器的控制方式及應用選型 | 【下一個(gè)】 開(kāi)關(guān)電源故障的排除方法 |
| ^ 風(fēng)電齒輪箱的現狀調查與損壞原因分析 |