風電齒輪箱的故障分析(xī)、維護與保養

2023-11-13

九類常見的故障

第一(yī)、我們可以看到是(shì)齒輪的損傷

第二、軸承損傷

第三(sān)、鋼體的(de)開裂

第四、鏽蝕

第(dì)五、滲漏(lòu)油

第(dì)六、螺栓斷裂

第(dì)七(qī)、機械泵損壞

第八、異響(xiǎng)和振動

第九、油溫和油壓的異常(cháng)

在齒輪損傷方(fāng)麵主要分為四類損傷(shāng)

第一、微點蝕

第二、膠合,膠合也是相(xiàng)對比較嚴重的齒(chǐ)輪故障

第三、靜止壓痕

第四、短齒,在齒輪損(sǔn)傷(shāng)裏麵(miàn)非常嚴(yán)重

微點蝕的特點主要在齒輪表麵有一些微暗狀(zhuàng)的點狀物,實(shí)際上是非常微笑的凹痕,它的形(xíng)成原因主要是跟齒輪(lún)表(biǎo)麵(miàn)的粗糙度以及油(yóu)墨的厚度有關係,它(tā)產生的原因,比如頻率的載荷,速度變化,齒(chǐ)麵的粗糙度,油液(yè)清潔度,齒麵硬度。需要采取的措施,第一、必須保持潤滑油(yóu)的冷卻、清潔度和含水量。第二、監測潤滑油(yóu)的質量以及顆(kē)粒度,以及監測齒輪箱的振動和載荷變化,我們齒麵上出現(xiàn)微點蝕以(yǐ)後可以(yǐ)通過齒麵的重新磨齒把它修複的。

膠合的特點就是在齒輪(lún)表麵,我們可以看到(dào)有一些細條文(wén)狀的痕跡,與輪齒的滑動方向是(shì)一致的,它(tā)的位置也是發生在齒麵。膠合產生的原因主要是(shì)因為齒麵間的高速重載,導致齒麵的(de)文化快速上升,以及潤滑失(shī)效,還有較差的齒麵的潤滑狀況,還有齒麵的硬度不夠,都會產(chǎn)生膠合。它的(de)預防措施和微點蝕也是基本相(xiàng)似(sì)的,一個是保持潤滑油的質量,就是它的冷(lěng)卻,清潔(jié)度,含水(shuǐ)量,性(xìng)外確保它在齧合初期的潤(rùn)滑,第三個就是監測齒輪箱的振動和載荷變化(huà)。第四個就是如果說膠合不是很嚴重的情況(kuàng)下,硬度層允許是可以通過磨齒,但是如果膠合很嚴重(chóng),這個(gè)是沒(méi)有辦法,就是它的膠(jiāo)合程度如果必須(xū)深(shēn),這個(gè)是需要更換的,就是磨齒也沒有辦法(fǎ)。

靜止壓痕,它的特點就是在齒麵形成細狀的痕跡,這個痕(hén)跡是一種接觸(chù)腐蝕,嚴重時候壓痕周圍還有一些點(diǎn)蝕。還有的特點就是你看(kàn)到(dào)條(tiáo)文狀況不是很明顯,靜止(zhǐ)壓痕也是風機運維裏麵經常出現的(de)狀況,常出現的狀況就(jiù)是長(zhǎng)時間停機以後,很(hěn)多的風(fēng)機如果某一個部件損傷(shāng)了以後,需要更換,長時(shí)間停機,在(zài)齒輪的部位(wèi),兩個齒之間會經常產生(shēng)齧合。它的預防措施就是在長時間停機的狀況下必須在一定的時間之內要對風力發電機進行空轉,保證充分的潤滑,轉換它的接觸麵。另外,如果(guǒ)齒輪箱在長期存儲的時候,沒有上到天上去的時候,應該手動空轉齒輪箱,另外壓(yā)痕(hén)較深,可以通過磨齒修複。另外,如何發現靜止壓痕,可以通過振動傳感器進行(háng)監測。

斷齒,它在齒輪(lún)損傷裏麵是非常嚴重的這麽一個齒輪損傷。我們肉眼直接就可以看到(dào),它的齒輪就斷(duàn)掉了(le),它的(de)形成煙癮,齒麵硬度(dù)不夠,第二、超高載荷的連續運行,第三、有硬質物體(tǐ),包括其他(tā)方麵的斷齒,它的(de)細小的一些(xiē)部件落到齒麵之間,它(tā)的(de)磨損加劇,造成齒輪齧合出的斷齒。如何預防和維修(xiū)斷齒?主要是定期監測油品的質量(liàng),另外(wài)定(dìng)期監測磁堵和磁性油標,還有在異響和振動(dòng)較大的時候必須馬上停機,另外斷齒隻能(néng)更換,沒有辦法修複。

軸承損傷,也是經常發生的一個損傷現(xiàn)象,就是說軸承損傷主(zhǔ)要發生在比如(rú)軸承的滾珠以及軸承的滾道上,它(tā)有嚴重的磨損,也有靜止壓痕,還有滾珠的一些腐蝕這些特點。形成原因,軸承的損傷大部分原因還是因為潤滑不充分,另外就是如果超過極(jí)限載荷,軸承也(yě)容易損傷。還有在更換不同型號潤滑油(yóu)的時候,如果潤滑油之間的(de)互溶性不好,會產生化學反映,另(lìng)外就(jiù)是長時間的(de)停機和存儲,其他部件損壞造成的碎硝。預防和維修措(cuò)施,就是(shì)確保充分潤滑(huá),確保潤滑油(yóu)的油品質量,按期進行油檢。

箱體開裂(liè),它的特點主要是齒圈,殼體(tǐ)部位,這是我到廣東的一個風場,看(kàn)到(dào)它拆(chāi)下(xià)來的齒(chǐ)輪(lún)箱開裂,開裂有的是在箱體上(shàng)。它形成的原因,齒輪箱衝擊載荷比(bǐ)較大,風機(jī)轉動垂直(zhí)軸向載荷郭達,另外就是齒(chǐ)輪箱箱體材料問(wèn)題。預防和維修,定期檢查齒輪箱的體狀況,一(yī)旦發生箱體開裂需要(yào)馬上停機。箱體在齒輪箱裏麵是一個鑄件,如果箱體一旦發生損傷,維修時間非常長。因為一般來說,運行齒輪箱時間都比較長,如(rú)果再(zài)找齒輪箱廠家定同樣型號的齒輪(lún)箱,他再找鑄件(jiàn)供應商,這個時間飛機長。

鏽蝕,主要(yào)在箱體外(wài)部或(huò)者箱體內容。形成原(yuán)因就是箱體外部油漆脫落、齒輪箱長期存放,保養(yǎng)不當,箱體內部部件防鏽油膜損壞。預防和維修原因,定期檢查齒輪箱箱體和內部狀況,如果外部發生鏽(xiù)蝕,需要進行補漆,內部可以跑(pǎo)合去(qù)除鏽蝕。

滲透油(yóu),它(tā)的原因有很多,特點主要是有一些比如齒圈和箱體結合處的滲透,高速軸,低速軸的(de)滲透,還有潤滑冷卻(què)係統的管路出(chū)現滲漏(lòu)。它(tā)的原(yuán)因很多,一般發生滲漏油(yóu),我們上到機艙裏麵首先會檢查齒輪箱上麵的空氣(qì)濾芯,很大一部(bù)分的(de)程度,因為滲透油是因為空氣濾芯堵塞(sāi)造成箱體壓力過大,如果把空(kōng)氣濾芯換掉(diào),如果還滲(shèn)透油,我們就要檢查各個(gè)?封部位,到(dào)底從哪個地方滲透出來。比如齒圈、箱體的螺栓鬆(sōng)動(dòng),還有(yǒu)密封膠條,還有盤根部的磨損,導致回油孔的堵(dǔ)塞。預防和維修措施就是定期(qī)更換空氣濾芯,定期檢查(chá)齒(chǐ)輪(lún)箱易漏油處(chù)的狀況(kuàng),以及密封部委膠條的損傷,或者選用的型號是不是有問題。

連接螺栓損壞,因為(wéi)齒輪箱是由有力臂、殼體、齒圈組合而成,它需要用螺(luó)栓結合,螺栓損壞也是容易發(fā)生的一個(gè)故障。它的原因第一是齒輪(lún)箱衝(chōng)擊載荷(hé)的問題,第二、螺栓本身(shēn)的問題,第三、我們在運維和(hé)安裝的時候(hòu)沒(méi)按(àn)規定力矩擰(nǐng)緊螺栓,第三個原因出現的可能性很大。有時候擰(nǐng)的過緊,齒(chǐ)輪箱超過它(tā)的範(fàn)圍就會造成螺栓的首先斷裂。預(yù)防(fáng)和(hé)維修措施就是檢查齒輪箱的螺栓狀況,裝配螺栓(shuān)的時候按照(zhào)規定的力矩擰緊(jǐn),如果發現螺栓變形或者斷裂,必須要馬上停機。

機械泵損壞(huài),機械泵在齒輪箱裏麵它的(de)功能就是把潤滑油打到每一個軸承的部位,它(tā)一般是在高速端(duān),它運轉也是屬(shǔ)於高(gāo)速運轉,所以它也(yě)容(róng)易出問題。機械泵的損壞,一般的(de)特(tè)點就是齒輪的鏽蝕和一般齒輪的斷裂。形成的(de)原因由於長期存儲,沒有好防鏽的處理,第二就是其他(tā)部位的損傷。預防和(hé)維修,就是長時間存儲需(xū)要定期的(de)轉動高速軸(zhóu),如果更(gèng)換機械泵,我們可以在機(jī)艙裏麵進行,機械泵的運(yùn)轉屬於(yú)有異響(xiǎng)需要立即停機。

異響和振動,齒輪箱裏麵如果有問題,容易異響和振動來表現。

油溫和(hé)油壓,通過油溫油(yóu)壓的升高,我們可以檢查(chá)一(yī)下,比如是不是機(jī)械泵(bèng)的問題,齒輪的問題(tí),是不是潤滑係統的問題。這九類故障是在我(wǒ)們風電齒輪箱的運行裏麵常見的。

下麵就是針對(duì)九類故障總結出來六(liù)類的原因(yīn)

設(shè)計原因,如果設計的不好,載荷如(rú)果沒有計算好(hǎo),就會在後期的運維當中(zhōng)產生很多問題。另外,材料和熱處理,製造(zào)原(yuán)因,維護和存儲原因,運輸和安裝原因,運行原因,這都是造成齒輪箱故障的主要原因。

設計(jì)原因,比如傳動鏈的載荷計算有問題,齒麵的接觸強度(dù),軸承的計算(suàn)偏差,包括潤滑係統,密封係統的設計不合理都會產生問題。

材料和熱處理也是容(róng)易產生問題的一個原因,這個裏頭我有這麽一個案例,它是黑龍江的一個風場因為材料的問(wèn)題(tí)產生的這麽一個疲勞斷(duàn)裂,這是(shì)中間軸的(de)一個斷(duàn)裂,這個就是主要我們通過(guò)分析又可以(yǐ)看出它主要是因為材料和熱處理的一個問題。

製造原因,比如齒麵(miàn)的磨削形成的粗糙度不夠,還有配(pèi)合精度不(bú)合格(gé)造成的滲透油(yóu),包括密封圈,裝配的誤差都會產生問題,這個底(dǐ)下就是一(yī)個風場齒輪箱齒麵的一個微點(diǎn)蝕的特征(zhēng),它左邊是一(yī)個低倍望遠鏡看的,右邊是高倍望遠鏡看到的。微點蝕也是容易由製造源產生的。

維護和存儲原因,這個(gè)裏(lǐ)頭我們看兩個實例,上海某一個風場在換油的時(shí)候,油之間的(de)互溶性不(bú)好,造(zào)成(chéng)了軸承的保持架出現了腐蝕,這台風機(jī)腐(fǔ)蝕以後(hòu)在那兒停了一年多,他們跟潤滑(huá)油(yóu)的廠家打官司,就(jiù)是因為他之前提供的報告和臨末(mò)產(chǎn)生的結果(guǒ)不一致(zhì)。這個是福建(jiàn)的一個風場(chǎng)的齒輪箱,就是因為它的齒輪箱產生問題(tí)以後,把它吊(diào)裝下(xià)來,沒有做好防鏽處理,這種事實際上可以完(wán)全避免的。

運輸和安裝原因,我們這個也是容易產生問題的,我們做這個服務,遇到很多(duō)的情況,就是因為齒輪箱運輸的時候跌落,這個案例就是有一個風場運(yùn)輸過(guò)程當中跌落,它的扭力臂部位摔傷(shāng)了,但是直接影(yǐng)響到內部的齒輪。這是山東的一個風場用液壓扳手,就是操作不當(dāng),安裝的時候液壓扳手損壞,裏麵有問題,造成了整個(gè)的螺栓的斷裂。

運行的原因,靜止壓痕是運行當中的一個主要出現的原因,這是上(shàng)海的一個風場,它停機(jī)了一年以後,沒有做(zuò)任何的(de)空轉還有潤滑,造(zào)成齒輪各個齒高速、中間、低(dī)速齒都產生(shēng)了靜(jìng)止(zhǐ)壓痕。這是福建一個風場斷(duàn)齒以後沒有產生急速停機,造成其他斷(duàn)齒的(de)部位插到低速軸的齒輪裏邊。所以,就被壓到低速軸的齒麵裏麵(miàn),所以實際上這些產生的問題,運行當中都可以避免。

維護和保養,怎麽對齒輪箱進行(háng)有效的維護和(hé)保養?一般來說,潤滑油在齒輪(lún)箱裏麵是一個重要的,我們在維(wéi)護和保養方麵(miàn)必須要引起足夠重視的這麽一個,就是對齒(chǐ)輪箱維護保養影響比較大的因素。新機運行250小(xiǎo)時,需(xū)要做第一次的油樣分析,半年以後再做一次,三年以後,根據油樣分析的結果決定是否要更換潤滑油。更換油的時候(hòu),首先要更換同型號,同(tóng)品牌(pái),如果同型號,同品牌做不(bú)到,我們必須做互溶性的(de)試驗(yàn)。濾芯需要12個月(yuè)更換一次,日常維護(hù)一般(bān)來說1-3個月,比如檢查齒輪箱的箱體外觀,螺栓(shuān),包括管路等。

更換油濾,必須要觀察油濾上是不是有鐵屑,如果堵塞,油(yóu)濾必須要更換,說明這個潤滑油裏麵是(shì)有問題(tí)了,就(jiù)是(shì)要詳細檢查各個齒輪的部位。另外,檢查磁棒(bàng),齒輪箱裏(lǐ)麵我們一般在外部(bù)設一個磁棒(bàng)伸到齒輪箱的內部,如果磁棒幹淨,我們肉(ròu)眼觀察齒輪箱裏麵沒有問題,如果上麵吸附了很多的(de)金屬粉末,或者鐵屑,說明某(mǒu)一個部位磨損嚴(yán)重(chóng)。

磁堵,齒輪箱的各個部委都會設置一些磁堵,如果幹淨,或者沒有問題。

空氣濾芯,也是很重要的一個部件,我們首先檢查它是(shì)否幹淨,如果它(tā)有堵塞,或者非常贓,需要馬上更換。

還有長時間的停機和齒輪箱?時間的存放,我們必須要每3個月手(shǒu)動盤車數(shù)圈,增加潤滑,並防止靜止壓痕(hén)。還有機械泵長時(shí)間存放的時(shí)候也必須(xū)做好潤滑。

內窺鏡檢查是我(wǒ)們對齒輪箱內部進行檢查的一個有效手段。一般我們通過內窺鏡可以看到各個部位軸承的狀況,包括齒麵的狀況,包(bāo)括肉眼從觀察口看不(bú)到的這些地方。

運輸和存儲,這對齒輪(lún)箱的維護保養(yǎng)也是非常重要的,存儲一般我們是在幹燥通風的環(huán)境當中,地麵保持水平(píng),齒輪箱要安放平穩(wěn),齒輪箱保持一個靜止狀態。另外又要做好防鏽處理,還有不能露(lù)天存放,有一些風場因為存儲條件不好,經常把(bǎ)齒輪箱放(fàng)到露(lù)天的(de),這很容易(yì)出問題。還有天氣(qì)狀(zhuàng)況,根據天(tiān)氣狀況,我們要每6-12個月重新塗抹一下防鏽劑,環境條件應(yīng)該保持在空氣濕度低於70%,溫度一般在18到45度(dù)之間。存儲中,齒輪箱上的孔需要加蓋油(yóu)脂。特別是在運輸(shū),運輸當中我們這個也(yě)要重視,就是有一些(xiē)物流公司我們在運輸的時候特別(bié)之前要檢查(chá)一(yī)下它的資質,是不是用過齒(chǐ)輪箱,還有包裝(zhuāng),固定非常重(chóng)要,因為齒輪箱的跌落也(yě)是我們經常(cháng)遇到的一個情況,造成齒輪箱(xiāng)不必要的損失。

在(zài)齒(chǐ)輪箱的維護和保養方(fāng)麵,我們應該先做到一個積極的預防還有維護。就是要轉變(biàn)以前很被動的方式,就是遇到問題才檢查(chá)它,維修它,而是遇到問題之前,就要采取積極的措施去預(yù)防和維護,這(zhè)樣(yàng)才(cái)能使齒輪箱的壽命更長,我(wǒ)們機組運行的壽命更長,以及我們發(fā)電的效益更好!

來源(yuán):網絡

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