黃正廷

摘要：在當(dāng)前階段，我國的風(fēng)電場一般都設(shè)置在城市的郊區(qū)地帶，同時(shí)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境也處在自然環(huán)境當(dāng)中。因此，其內(nèi)部的零件經(jīng)常會(huì)由于環(huán)境的影響，從而導(dǎo)致其內(nèi)部出現(xiàn)故障。同時(shí)，又由于其地處位置較為偏僻，一旦發(fā)生故障，不僅設(shè)備維修困難，而且相應(yīng)的設(shè)備配件運(yùn)送也十分的困難。因此，為了減小風(fēng)電齒輪箱出現(xiàn)故障的幾率，就需要相關(guān)人員對其故障進(jìn)行有效的分析，并提出相應(yīng)的處理方式，以此才能夠預(yù)防其故障的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電齒輪箱;故障原因;故障形式;改進(jìn)措施

前言

近年來，隨著我國對電能的需求不斷加大，因此風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)量也在不斷的加大。同時(shí)，隨著風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的不斷累積，其齒輪箱由于故障而引起的停運(yùn)事件發(fā)生頻率也越來越高。對此，這就需要相關(guān)維護(hù)人員在日常的檢修工作當(dāng)中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的異常運(yùn)行的情況，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施來保證風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行，這樣才能夠有效的保障風(fēng)電場的整體經(jīng)濟(jì)效益不受損失。

一、風(fēng)電齒輪箱主要故障

（一）齒輪的故障

因齒輪失效問題而導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱產(chǎn)生故障的問題，其主要的失效形式有齒面的點(diǎn)燭、磨損、膠合、塑性形變以及折斷現(xiàn)象，由于其整體的磨損消耗屬于同一類別，因此也可以說其整體齒面磨損的腐蝕磨損的化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)是相一致的[1]。對此，相關(guān)人員只需要對其進(jìn)行有效的觀察，再通過相應(yīng)的技術(shù)手段應(yīng)用就能實(shí)現(xiàn)對故障的甄別。其次，在最常見的故障當(dāng)中，也包括了齒輪的齒輪性損傷。一般情況下，該損傷的形式主要有齒輪損傷以及齒輪折斷。同時(shí)，由于其整體的作用力需要保證齒輪的承載極限力相同，因此當(dāng)其齒輪承受的交變載荷力過大時(shí)，整體就會(huì)產(chǎn)生折斷的現(xiàn)象。對此，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)好齒輪的極限應(yīng)力，這樣才能夠保證其整體的運(yùn)行狀態(tài)。

（二）載荷故障

由于風(fēng)電齒輪箱整體的工作環(huán)境處于自然環(huán)境當(dāng)中，因此其承載的載荷情況非常復(fù)雜。對此，為了有效地保證齒輪箱的有效運(yùn)行，就需要工作人員對其齒輪箱的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，這樣才能夠保證其載荷數(shù)據(jù)能夠符合實(shí)際的情況。但是，由于我國當(dāng)前缺少對于復(fù)雜載荷數(shù)據(jù)的有效處理，因此在風(fēng)電機(jī)組實(shí)際的工作當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)載荷與極限載荷交互出現(xiàn)的情況，這就會(huì)對其整體的設(shè)備造成一定的損傷，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)電設(shè)備出現(xiàn)故障。

（三）軸承的故障

在當(dāng)前階段，我國的風(fēng)電機(jī)組所應(yīng)用的風(fēng)電齒輪箱內(nèi)部零件軸承全部選用進(jìn)口軸承。因此，其整體性能以及相關(guān)技術(shù)手段都無法應(yīng)用國內(nèi)的技術(shù)手段來對其進(jìn)行有效的處理。同時(shí)，國內(nèi)兆瓦以上的設(shè)備所應(yīng)用的軸承仍處于科技研發(fā)階段。其中，洛軸是我國最早研制的相關(guān)生產(chǎn)風(fēng)電軸承的主要企業(yè)，其在國內(nèi)是首家開發(fā)出1.5兆瓦風(fēng)電軸承的廠家。同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)表明，在早期階段，齒輪箱故障大多數(shù)都是由內(nèi)部軸承問題而引起的故障。隨著技術(shù)的不斷成熟，雖然當(dāng)前風(fēng)電齒輪箱由于軸承損壞引起的故障有所降低，但是仍有百分之五十的設(shè)備故障是由軸承損壞而造成的問題。因此，這就需要相關(guān)人員在設(shè)計(jì)和選用軸承時(shí)，能夠跟蹤齒輪箱的使用工況進(jìn)行評估計(jì)算，這樣才能夠減少由于其內(nèi)部受力變形而導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈不平行而導(dǎo)致的故障問題產(chǎn)生。

（四）箱體的故障

根據(jù)我國的最新規(guī)定，風(fēng)電機(jī)組齒輪箱在運(yùn)行的過程當(dāng)中，其內(nèi)部油溫不能超過85攝氏度，這樣才能夠減少由于油溫過高而導(dǎo)致內(nèi)部故障現(xiàn)象的產(chǎn)生[2]。一般情況下，造成齒輪箱潤滑油溫度過高的因素有以下幾種：首先，由于其內(nèi)部潤滑不充分，齒輪件或軸承得不到潤滑，致使其零部件局部溫度過高，加據(jù)齒輪的磨損。正常情況下，齒輪在運(yùn)行的過程當(dāng)中，很少會(huì)產(chǎn)生油溫過高的現(xiàn)象，如果其溫度出現(xiàn)異常升高，則需要對其進(jìn)行有效分析，以此才能夠判斷其故障發(fā)生的原因。其次，由于其齒輪油箱內(nèi)的油位過低，也會(huì)導(dǎo)致齒輪箱內(nèi)油溫過高。因?yàn)辇X輪油位過低則會(huì)導(dǎo)致其整體的油位低于下限，齒輪箱運(yùn)行后，致使齒輪油箱溫度增高，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生誤報(bào)的現(xiàn)象，溫度傳感器也就不能夠正確進(jìn)行報(bào)警。對此，這就需要相關(guān)人員對其整體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效觀察，才能夠減少該現(xiàn)象的產(chǎn)生。

二、風(fēng)電齒輪箱主要故障的改進(jìn)措施

（一）優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了保證風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的正常運(yùn)行，就需要對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于高速軸部位故障在風(fēng)電齒輪故障當(dāng)中占有較高的比例，因此就需要為其優(yōu)化設(shè)計(jì)單獨(dú)更換高速軸所需要的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，這樣才能夠減少其后期維修成本的增加。同時(shí)，在進(jìn)行風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，其高速軸部必須具備可拆卸的條件，這樣才能夠有效地在可以在空中單獨(dú)更換，而不需要整個(gè)齒輪箱下架維修，從而降低維修成本，同時(shí)也方便維修人員的維修工作順利開展。

（二）做好裝配工作

有研究表明，齒輪件的精加工以及修形工作可以有效的改善齒輪件間有效嚙合。因此，在進(jìn)行裝配環(huán)節(jié)前，就需要相關(guān)人員對于其齒輪件進(jìn)行精細(xì)加工。同時(shí)齒輪箱結(jié)構(gòu)件在精加工的時(shí)候，也需要保證結(jié)構(gòu)件上軸承孔、結(jié)合面、銷孔等加工內(nèi)容的精度。所有的結(jié)構(gòu)件與齒輪件精加工完成后必須交檢合格后才能投入到裝配車間進(jìn)行裝配工作。在進(jìn)行裝配的過程當(dāng)中，也需要相關(guān)人員對其進(jìn)行有效的清洗工作，這樣才能夠改善齒輪之間的潤滑條件，進(jìn)而減少齒輪在應(yīng)用過程當(dāng)中的磨損情況，延長其整體運(yùn)行的使用壽命。此外，在進(jìn)行齒輪制造的過程當(dāng)中，相應(yīng)企業(yè)人員也可以應(yīng)用先進(jìn)的工藝手段來改變其整體的磨削和工藝參數(shù)，使其整體精磨的方式更接近最后的總體目標(biāo)，以此才能夠有效的提高齒輪的質(zhì)量。

（三）做好日常維護(hù)

在進(jìn)行日常維護(hù)的過程當(dāng)中，需要相應(yīng)的維護(hù)人員先檢查其整體外箱的外觀，然后對齒輪箱相關(guān)的電氣元件等外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的檢查，這樣才能夠有效地保證其整體運(yùn)行的安全性。同時(shí)，維修人員也需要定期對齒輪箱外部管道接口進(jìn)行檢查，保證其接口的擰緊程度，這樣才能夠減少管接頭松動(dòng)現(xiàn)象而導(dǎo)致的滲漏問題產(chǎn)生。此外，維修人員也要檢查齒輪箱的散熱器是否有堵塞的情況，這樣才能夠減少由于溫度過高而給機(jī)械設(shè)備帶來的故障問題。

總結(jié)

隨著我國當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)發(fā)展的不斷加快，這就需要相關(guān)人員著重于發(fā)電設(shè)備的零部件質(zhì)量問題，這樣才能夠有效的減少由于設(shè)備零件損壞而導(dǎo)致的風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行故障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉松松，孫佳.風(fēng)電齒輪箱主要故障形式及處理建議[J].機(jī)械工程師，2014（05）：223-224.

[2]機(jī)械設(shè)備故障診斷實(shí)用技術(shù)[M]. 中國石化出版社 ， 楊國安， 2007

3]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱早期故障診斷方法研究[D]. 張亮.大連理工大學(xué) 2010

[4]風(fēng)電齒輪箱常見故障及原因分析[J]. 翟晶，王曰輝.? 現(xiàn)代機(jī)械. 2017（06）江蘇省南京市江