风电齿轮箱培训华建天恒课件.ppt

风电齿轮箱培训 授课人 陈建桥天津华建天恒传动有限责任公司 风电主齿轮箱故障分析 维修和保养 风电齿轮箱培训 一 华建天恒公司简介二 风电齿轮箱常见结构及工作原理三 风电齿轮常见失效模式四 风电齿轮失效原因分析五 维修和日常保养 TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 3 北京采购销售办公室 宝坻生产基地 总部 德国研发中心 建设阶段 德国销售办公室 中科院 子公司之一 华建集团 六个子公司之一 华建高科 两个子公司之一 TEEKTransmission华建天恒 组织机构图 一 华建天恒公司简介 4 TEEK的位置 华建高科 北京 有限公司位于北京 天津华建天恒传动有限责任公司总部设在宝坻 距离北京85km 距天津75km 宝坻处于北京 天津 河北经济区 京津冀 中心地带 基础设施建设得到国家的大力支持 从宝坻到天津海港未来只需不到一个小时的车程 一 华建天恒公司简介 5 宝坻生产基地 TianjinTEEKTransmissionCo Ltd天津华建天恒传动有限责任公司成立时间 2010年12月20日占地面积 20万平方米注册资本 1 05亿人民币员工人数 112办公面积 6 800m2生产面积 85 000m2测试中心 6 000m2 一 华建天恒公司简介 6 从RENK引进AEROGEAR技术许可 包括设计 制造工程 检测和测试技术对齿轮箱和生产工艺技术有深刻理解 公司现有有国内工程师40人 欧洲外籍总工程师3名一流的制造设备 包括6 8MW的试验台所有产品经过GL认证卓越的质量管控精益化管理 TEEK公司主要特色 一 华建天恒公司简介 7 风电齿轮箱 2MW 2 5MW DF2000 MM82 MM92 MM110 各类高质量齿轮部件 齿轮箱维修服务 主要业务 一 华建天恒公司简介 2020 1 29 行星齿轮分类 按齿轮啮合方式 N 代表内啮合齿轮副 W 代表外啮合齿轮副 G 同时与两个中心轮啮合的公共齿轮 NGW 具有内啮合和外啮合 同时还具有一个公共齿轮的行星齿轮传动 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 太阳轮 行星架 行星小齿轮 内齿圈 2020 1 29 TianjinTEEKTransmissionCo Ltd NW 具有一个内啮合和一个外啮合的行星齿轮传动 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 太阳轮 行星齿轴 内齿圈 行星齿轮 NGW型 600KW齿轮箱 带主轴式 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 一级行星 两级平行 国内常见风电齿轮箱结构 NGW型 600KW齿轮箱 带紧缩盘式 2020 1 29 两级行星 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国内常见风电齿轮箱结构 NGW型 750KW齿轮箱 带紧缩盘式 2020 1 29 一级行星二级平行 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国内常见风电齿轮箱结构 NW型 800KW齿轮箱 带紧缩盘式 2020 1 29 一级复合行星一级平行 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国内常见风电齿轮箱结构 NGW型 1000KW齿轮箱 带紧缩盘式 2020 1 29 一级行星二级平行 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国内常见风电齿轮箱结构 NGW 1500KW齿轮箱 带紧缩盘式 2020 1 29 一级行星二级平行 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国内常见风电齿轮箱结构 1 采用多级普通行星机构 并运用功率分流 该方案优势特点 解决了单级普通行星机构在空间紧凑的要求下 承载大功率风机输入 2MW以上 能力不足问题 但该方案结构及工艺复杂 成本较高 其典型代表BOSCH JAKE MOVENTAS 下图为BOSCH2 5MW增速箱传动图及内部结构图 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国外常见风电齿轮箱结构 2 用柔性行星轴结构代替刚性行星轴 该方案优势特点 利用柔性行星轴的载荷与弹性规律 改善齿圈 行星轮 太阳轮之间的齿部载荷偏载 同时也改善了行星齿轮内孔的轴承的偏载问题 提高了齿圈 行星轮 太阳轮及轴承的强度及可靠性 该方案是英国OBITAL2发明 也做过样品 小批量 但未得到全面推广 其主要原因是柔性行星轴的一致性很难控制 同时也难鉴别 Carrier Planet 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国外常见风电齿轮箱结构 3 行星支架为动力输入端的组合行星轮机构 该方案的优势特点 1 有效规避行星齿轮交变载荷 2 与多级普通行星机构比较而言 零件少多了 结构简单多了 3 功耗较普通行星机构减少0 5 但该结构中行星齿轮内孔的轴承没有得到改善 特别润滑方面是薄弱环节 该方案是美国GETS专有技术 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国外常见风电齿轮箱结构 4 齿圈作为动力输入端 定轴式组合行星机构 该方案优势特点 1 有效规避行星齿轮交变载荷 2 行星轴上轴承实现定点润滑 3 功耗较普通行星机构减少1 4 可维护性好 在塔上可实现全部零件拆卸维护 5 齿圈采用国际上唯一的渗碳淬火工艺 其可靠性得到很大改善 6 该结构在5MW以上行星轴上轴承可采用液压滑动轴承 但该方案齿圈制造精度较高 应用在较小功率 1 5MW以下 风电增速箱成本相对较高 在大功率风电增速箱上成本反而成为其优势 该结构是德国RENK的专利技术 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 国外常见风电齿轮箱结构 华建天恒引进德国RENK公司国际上最为先进的风力发电机增速箱技术AEROGEAR 齿圈运转 两排行星轮定轴传动 引进技术包括设计 工程制造 检测等一整套技术 2020 1 29 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 21 带锁紧盘式 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 一级复合行星一级平行 2020 1 29 22TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 低应力 长寿命 行星齿轮无交变载荷 所有轴承实现定点润滑 PlanetaryGearsetAEROGEAR 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 23TianjinTEEKTransmissionCo Ltd NEW 25844Bh NEW 25844Bh Profile Pitch NEW 25844Bh 世界独有渗碳淬火工艺的高强度齿圈 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 24TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 同比可节耗15 25KW 效率可达98 以上 一 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 25TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 空转和低速工况特有润滑模式 确保供油不足下 优先保证高速端轴承润滑 复合行星机构特有结构 TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 2020 1 29 内置供油系统 确保外部供油中断后 仍保持15 20分钟润滑 独特的内部供油系统 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 26TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 可在机舱内用吊装工具拆卸各零部件进行维护及保养 维护性好 二 风电齿轮箱常见结构及工作原理 华建天恒风电齿轮箱结构及技术特点 2020 1 29 27 可编辑 2020 1 29 28TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 三 风电齿轮箱常见故障 1 1齿轮损伤 微点蚀失效特点灰暗点状物 非常微小的凹痕经常发生在齿面 以低速轴齿面最常见形成原因频繁的载荷和速度变化油液清洁度和齿面润滑状况齿面硬度不够 齿面粗糙度预防和维护措施保持润滑油的冷却 清洁度和含水量监测润滑油的质量及颗粒度监测齿轮箱的振动和载荷变化微点蚀是可以通过齿轮重新磨齿来消除 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 1 2齿轮损伤 胶合失效特点细条状痕迹 于轮齿滑动方向一致经常发生在齿面形成原因齿面间的高速重载导致齿面快速升温润滑失效或较差的齿面润滑状况齿面硬度不够预防和维护措施保持润滑油的冷却 清洁度和含水量确保在齿轮啮合初期的润滑监测齿轮箱的振动和载荷变化微点蚀是可以通过齿轮重新磨齿来消除 硬度和层深足够 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 1 3齿轮损伤 静止压痕失效特点线状痕迹 接触腐蚀 严重时压痕周围有点蚀疑是压痕形成原因长时间停机或存储润滑不充分预防和维护措施在长时间停机时通过空转以包装充分润滑长时间存储应手动空转齿轮箱压痕比较深 硬化层足够 可以通过齿轮重新磨齿来修复通过振动传感器进行监测 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 2 轴承损伤失效特点滚道表面点蚀 裂痕 剥落 滚柱表面严重磨损 滚道或滚柱腐蚀静止压痕形成原因齿轮箱润滑不充分或润滑油变质 更换不同的润滑油长时间停机或存储超过极限载荷其他部件损坏造成碎硝导致预防和维护措施确保充分润滑 特别是停机重启后 长时间存储应手动空转齿轮箱后运行 确保润滑油油品质量 避免油品型号更改 按期进行油检 2020 1 29 32TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 三 风电齿轮箱常见故障 3 箱体开裂失效特点齿圈 壳体 扭力臂等壳体开裂紧缩盘开裂形成原因齿轮箱冲击载荷风机传动链垂直轴向载荷过大齿轮箱箱体材料问题或缺陷预防和维护措施定期检查齿轮箱箱体状况 如发现齿轮箱开裂及时停机检查 局部裂纹可以打磨后冷汗修补 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 4 锈蚀失效特点箱体外或箱体内部零件锈蚀形成原因齿轮箱外部油漆脱落齿轮箱长期存放保养不当箱体内部部件防锈油膜损坏更换油不当 或更换润滑油型号预防和维护措施定期检查齿轮箱箱体和内部 如发现齿轮箱外部锈蚀 需去除锈蚀后补漆 对内部锈蚀 如成都轻微可以炮灰除去锈蚀对于内部锈蚀严重的部件 需要开箱除锈或更换 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 5 渗漏油失效特点齿圈与箱体结合处渗油高速轴或低速轴轴颈结合处渗油润滑冷去系统管路结合处渗油形成原因空气滤芯堵塞造成内部压力升高齿圈与箱体间螺栓松动密封胶条老化或选用不当安装密封环槽结构设计不合理盘根磨损导致回油孔堵塞预防和维护措施定期更换空气滤芯定期检查齿轮箱易漏油处状况密封胶条损伤或选用不当需要更换 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 6 连接螺栓损坏失效特点锁紧盘连接螺栓变形或断裂箱体或齿圈连接螺栓变形或断裂形成原因齿轮箱冲击载荷螺栓本事问题没有按规定力矩拧紧螺栓预防和维护措施定期检查齿轮箱螺栓状况装配按规定力矩拧紧螺栓如发生螺栓变形或断裂应立即停机检查维修 2020 1 29 36TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 三 风电齿轮箱常见故障 7 机械泵损坏失效特点机械泵齿轮锈蚀机械泵齿轮断齿形成原因长时间存放其他部件磨损碎片卷入预防和维护措施定期旋转高速轴机舱内进行拆卸更换机械泵有异常响声时必须停机检查 2020 1 29 三 风电齿轮箱常见故障 8 油温或油压异常失效特点油温异常升高油压维持偏高或偏低水平形成原因机械泵损坏冷却器冷却能力不够机舱通风结构设计不当润滑系统温控阀 油泵电机故障预防和维护措施实施监测油温和油压状况发生油温和油压异常波动应主动停机检查润滑系统故障需立即停机 2020 1 29 四 风电齿轮失效原因分析 六类失效原因 2020 1 29 四 风电齿轮失效原因分析 材料和热处理原因 影响因素和后果齿轮材料疏松缺陷导致疲劳断裂齿轮身体热处理时渗碳不均匀 导致层深和硬度不均匀而产生疲劳裂纹并不断扩展齿面硬度不一致产生微点蚀螺栓材料缺陷导致断裂箱体等铸件材料缺陷导致开裂 某风场主轴断裂照片 2020 1 29 四 风电齿轮失效原因分析 制造原因 影响因素和后果齿面磨削形成的表面粗糙度不合格导致微点蚀各部件配合精度加工不合格导致渗油轴承装配误差易导致轴承受力不均匀磨损加剧密封圈装配划伤导致渗油 2020 1 29 四 风电齿轮失效原因分析 维护和存储原因 影响因素和后果未定期进行有氧分析而导致齿轮箱运行状况失控更换润滑油型号前内部清理不干净导致润滑油反应失效未定期更换润滑滤芯或使用纸质滤芯而导致润滑油质量变差密封圈装配不合理导致渗油存储不正确导致生锈 静止压痕等损伤 2020 1 29 42TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 四 风电齿轮失效原因分析 运输和安装原因 影响因素和后果运输包装不正确导致齿轮箱跌落螺栓未按要求装配而造成螺栓应力集中并受力较大 导致螺栓断裂 齿轮箱内部有关装配松动导致与齿轮件产生磨损 密封圈安装错误导致渗油 2020 1 29 43TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 四 风电齿轮失效原因分析 运行原因 影响因素和后果停机时间过长导致静止压痕 运行中出现异响强阵风或严重踹流未及时停机导致齿轮箱损坏齿轮箱异响或油压油温报警后未采取及时措施导致损伤扩大 2020 1 29 44TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 五 维修及保养 维修和保养 润滑油新机器运行250小时做第一次油样分析运行每半年需进行一次油样分析运行3年后根据油样分析结构更换润滑油更换新油之前需要用新油冲洗齿轮箱内部和冷却系统 将油泥等附着物冲洗出来后再加新油禁止润滑油品牌混用尽量避免更换不同型号润滑油 如需更换需油品兼容实验报告滤芯每12个月更换1次滤芯日常维护 1 3月 检查齿轮箱箱体外观检查螺栓状况检查管路连接状况检查油位 磁堵 空气滤芯内窥镜检查各级齿面和轴承 2020 1 29 更换滤芯换油时必须更换滤芯 换下的滤芯需仔细检查 是否有铁屑及异物附着 五 维修及保养 2020 1 29 46TianjinTEEKTransmissionCo Ltd 检查磁堵定期检查磁堵 检查是否有金属粉末或铁屑存在 发现异常金属粉末或铁屑需