风电齿轮箱的现场问题汇总与处理论文_傅海江

风电齿轮箱的现场问题汇总与处理论文_傅海江

太原重工股份有限公司 山西太原 030024

摘要:伴随着我国经济飞速的发展,新能源作为一种清洁无污染能源而得到了快速发展的机会,风能作为新能源的一个重要组成部分也得到了前所未有的发展机会,风电机组内的增速器作为一个核心零部件,延长它的使用寿命和运行过程中尽量少的故障是可持续发展的重中之重。

关键词:风机增速器;增速器故障;查找故障原因;维护

前言

我们公司已经拥有多年生产制造齿轮箱的经验,风电增速器作为齿轮箱的一种,在用户现场使用时会出现不同的故障致使停机,所以正确的检测手段和及时的对故障进行修复是保障用户权益与提高我公司产品竞争力的基本条件。

一、增速器产生故障的原因

由于长时间从事齿轮箱制造方面工作,对齿轮箱有了一些初步的了解,增速器产生的可修复故障基本有如下几个方面:

1.增速器的漏油

(1)齿轮箱在粗精加工及装配过程中表面的平整及光洁度较差,箱体的材料本身存在各种各样的缺陷可能致使润滑油从缝隙处渗出;

(2)安装过程中装配工的失误,未达到螺栓的要求拧紧力矩、零部件的装配程序、密封胶的不恰当使用都有可能产生渗漏油现象;

(3)齿轮箱外接的零部件。比如:放油球阀、润滑油管的密封方式及结合度不够亦容易产生渗漏。

2.增速器的声音较大

(1)相互配对的齿轮与齿轴在加工过程中跨棒距大小与图纸要求存在偏差,导致侧隙不符合要求,致使增速器在现场运转时产生的声音偏大;

(2)增速器内部零件的松动导致摩擦而产生异常声音;

(3)增速器内部相互啮合的零部件,例如:齿轮与齿轮轴、轴承内圈与滚珠、外圈等存在高点,致使在运行过程中产生周期性的不均匀声;

(4)部分铸件在加工过程中同轴度,孔间距与图纸实际要求的不符,导致零部件在运行过程中发生轴向或径向移动,会发出异常声音。

3.增速器的供油压力偏低

(1)增速器内部的零件在装配前清洁度不高、风场运转中有灰尘进入,经过长时间的运行后导致滤芯不能正常工作,而影响润滑油流动,致使油压偏低;

(2)增速器内部的零件经过一段时间的运行后,部分齿轮、齿轴或一般件发生磨损或损坏,导致产生碎沫,碎沫随润滑油运行而堵塞滤芯,导致供油不畅而油压不高。

4.PT100高温报警

(1)增速器所处环境较为恶劣,风扇在冷却过程中将灰尘吸入散热板,导致散热板无法正常工作而影响风扇冷却效果。

(2)油泵冷却装置内部存在一些易损件,它可以控制润滑油的流向,如果易损件发生损坏,导致润滑油的流向发生变化,当润滑油直接进入齿轮箱而不通过冷却风扇时,润滑油达不到冷却效果,造成各测温点的PT100报警。

(3)齿轮箱内部的轴承在现场安装时游隙的测量及把控不严格,导致轴承在运转过程中发热而导致测温点发生高温报警。

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二、风电齿轮箱故障的检测

风电齿轮箱在风场运转时发生故障的原因很多,用户希望我们尽快找出产生故障的原因,我们也同样希望找到,那么长时间的经验、合适的检测方法和工具就比较重要。

1.通过直观和经验直接寻找

(1)对增速器表面的漏油点查看查找可能导致漏油的地方,通过简单的处理方法堵塞渗漏点;

(2)当增速器的油压较低时,我们观察齿轮箱的油池温度,机械压力表和电子压力表的数值是否相符合;

(3)增速器声音异常时我们可以用金属扳手之类的工具在齿轮箱表面直接听见;

(4)打开齿轮箱上面箱体和支撑臂的视孔盖对轴承和齿轮与齿轴齿面进行检查。

2.用专用的检测设备进行检测

(1)用专用的增速器听诊器对声音的大小及声音源头进行准确的判断,还可以进行录音,为检测声音带来了很大的便利性;

(2)使用专业的振动状态监测仪对故障增速器进行检测,用专业的软件将检测频谱打开,通过幅值大小确定振动最大的部位,通过频谱分析可以确定故障的部位,方便以后的维修;

(3)通过专用的流量检测仪器检测润滑油泵装置各油管的润滑油量,判断哪根油管造成油压偏低;

(4)使用内窥镜对增速器内部行星轮、太阳轴一些我们无法目测的部位进行检查。

三、维护及修复

增速器的损坏程度决定了齿轮箱如何恢复,外购件比如油封、联轴器、压力表、温度传感器等损坏,我们进行更换即可,但一些内部零件的损坏,我们就需要视情况而定。如果齿面存在高点,我们用油石在表面进行处理,如果是齿轮或者齿轴出现了断齿之类的现象,就需要我们进行斟酌处理,在高速级的我们可以在风机上搭建工装或支架进行局部修复,若在行星级出现了断齿之类的现象,则需要我们将风机整体进行更换。

1.使用简单工具修复

(1)比如压力表的接线方式存在错误,导致压力表无显示,我们用电工工具进行简单处理即可恢复。

(2)增速器油压偏低的主要原因是泻流和滤芯堵塞,一般常见的为滤芯堵塞,我们打开过滤器更换滤芯即可恢复风机正常运转。

(3)齿轮箱在运转2-3年后油池温度会明显偏高,导致风机报警。导致此种现象的一般原因是过滤器内部的温控阀损坏,温控阀作为易损件,一般的使用周期为两年,温控阀损坏后导致润滑油不经过冷却风扇直接进入齿轮箱而影响润滑油的冷却效果。

2.设计特制工具、安装特制工装返修

(1)增速器安装于风机内部,其内部空间有限,齿轮箱底部位置螺栓出现松动后我们无法用通用的工具进行拧紧,我们就需要根据现场的实际情况设计一种专用工具,但这种扳手又都比较实用、易于操作和携带;

(2)增速器内部零部件出现断齿或轴承损坏时,如果整体更换或使用吊车则成本较高,且内部空间狭小,则需要我们设计专用支架进行内部修复,这类工装支架大都是结构简单、易于拆装与起吊,且具有较强的灵活性,为风机内部维修带来很大的便利性。

结束语

以上简单概括了风电增速器在工作中常见的问题、故障检测和维护与修复,我国现在大多数的风机已经过数年运转,很多已进入检修期,快速的发现问题和解决问题是必须和必要的,只有风机正常的运转和更少的故障率,才能使用户放心与满意。

参考文献:

[1]联合编写组编.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,1979

[2]濮良贵.机械设计手册[M].北京:高等出版社,1960

论文作者:傅海江

论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期

论文发表时间:2017/11/20

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