风力发电机组齿轮箱故障分析及检修

任务：风电齿轮箱故障分析与维护主讲人：任，2011年9月，风电齿轮箱故障分析与维护，一、风电齿轮箱简介2、常见常见常见故障处理3、常见齿轮箱检修故障分析4、风电齿轮箱拆装的几种方法5、风电齿轮箱拆装6、风电齿轮箱相关零件的检查与处理，(1)风电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件。其主要功能是将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机，使其获得相应的转速。使齿轮箱加速以满足发电机发电的要求。(2)识别齿轮箱从一个铭牌开始，每个齿轮箱都有一个铭牌，铭牌就是它的标识。从右下图中，我们可以看到其制造商、生产地、传动比、工厂序列号、型号、功率、输入/输出速度、齿轮油粘度指数、齿轮油质量和齿轮箱重量。右上图显示了为齿轮箱选择的油类型、添加的油量和添加油的时间。首先，简要介绍风力发电机组的齿轮箱。三、几种常见风力发电机齿轮箱的内部结构。一级行星两级平行轴斜齿轮，齿轮箱分为两部分，行星齿轮箱部分和斜齿轮箱部分。箱体特点：体积小，功率传输大，运行稳定，加工困难。此类齿轮箱包括维斯塔斯600千瓦齿轮箱和内燃750千瓦齿轮箱。齿轮箱可制成分体结构和焊接结构。箱体特点：体积大，易加工，易组装，易维护，低功耗，多用于低功耗单元。这种齿轮箱包括Bonus 300千瓦齿轮箱和NTk300kW千瓦齿轮箱。齿轮箱分为两部分，小箱体的高速部分和大箱体的低速部分。箱体特点：体积大，动力传递一般，人字齿装配加工困难。这款变速箱配有vestas 600千瓦Valmet外壳。两级行星轴和一级平行轴圆柱齿轮(也称为准行星和一级平行轴)，箱体特点：体积小，动力传递一般，加工和装配困难。这个变速箱有一个JF7500kWFLA800外壳。(4)根据齿轮箱的方式，可分为铸造箱和焊接箱两种。一般来说，铸造盒更常见，因为模具统一后可以实现大规模生产。(5)风力发电机齿轮箱有两种润滑方式：飞溅润滑和强制润滑。飞溅润滑齿轮油的用量相对较大。NTK300油箱使用215升油。变速箱的功率很小。油箱的内壁有一个回油槽来润滑轴承。强制润滑齿轮油的使用量相对较小。Vestas600的外壳是120升，而且外壳的功率很大。箱体内有许多油管用来润滑高速轴承齿轮。在实际使用中，两种方法都存在。强制润滑的控制信号包括油压和温度监控，通常分为大循环和小循环。大循环和小循环之间的切换可以通过油压和温度自然控制。负载大时使用大循环，负载小时使用小循环。同时配有齿轮油散热器。为了提高润滑效果，高寒地区还配备了齿轮油加热装置。(6)两种形式的强制润滑：1 .压力阀控制大、小循环；2.温度控制阀控制大循环和小循环。油压控制大循环和小循环，油温控制大循环和小循环。1.压力阀控制大循环和小循环。从图中可以看出，该齿轮箱有两个独立的齿轮油循环系统，由两个电机控制。在Bonus600kWFlender的齿轮箱上，我们称之为一个在线循环(即油循环马达总是工作的)。但是，NEGMicon750kW千瓦机组的弗莱德齿轮箱没有配备该系统。齿轮箱设计完成后，可以在实际操作过程中修改油路循环。另一种称为离线循环(电机只有在风力涡轮机启动并连接到电网后才开始工作)。在离线循环系统中，当齿轮箱启动后，大循环系统中的油呈粘稠状，造成一定的齿轮油压力时，齿轮油将从小循环通过压力阀输送到齿轮箱。当油温升高时，压力降低，油开始从大循环中流出。当油温升至50度时，大循环中的齿轮箱冷却系统开始冷却齿轮油。温度控制阀控制大循环和小循环。从图中可以看出，它的齿轮箱只有一个双速电机控制的齿轮油冷却循环系统。维斯塔斯600千瓦森和维美德的齿轮箱上安装有与三轴同步的齿轮油泵。当风力涡轮机启动并连接到电网时，齿轮油泵达到额定速度并开始工作。齿轮油在温度控制阀的作用下循环。当油温达到45度时，温度控制阀缓慢打开，冷却电机在低频段状态下运行。此时，大循环和小循环同时存在。当油温达到55度时，大循环开始，冷却马达高速运转。此时，齿轮油的压力在压力阀的控制下在0.5巴(_ 0.2巴)的范围内运行，以保证一定的压力将齿轮油注入齿轮啮合面和轴承。当温度下降时，冷却马达将首先减速至低速，同时温度控制阀也将转变为小循环。当风力涡轮机停止时，齿轮油循环停止。这样的系统非常智能和节能。2.常见一般故障的处理1。电机故障齿轮油循环系统中的所有电机都将出现故障。600千瓦机组将所有电机信号串成一个信号。如果要报告电机热保护故障，登机时需要手动打开所有电机，并倾听声音以确定其是否正常。维斯塔斯装置中的所有电机都将有反馈信号。如果报告了电机故障，将报告相应的电机故障名称。在检查过程中，应根据主电气图清楚地识别电机的电气编号，并逐一进行检查。正常情况下，更换电机接触器或热保护接触器。如果电机有声音问题或不能旋转，必须更换新的电机。如果冷却电机或冷却器异常，齿轮油温度将报告为高，需要检查冷却电机并清洗冷却器，在计划的检查期间，需要测试每个电机并清洗冷却器。2.如果温控阀或齿轮油回路出现故障，维斯塔斯机组的温控阀将因长期使用后灵敏度下降而失去调节周期的功能，此时齿轮油温度将被报告为高。温度控制阀可以通过调节螺钉来调节。所有齿轮油管道接头和管道的光滑度将是关键的检查工作。必须处理管道接头密封不良时发现的任何漏油。通过观察喷油嘴的喷油情况，可以判断管道是否畅通。3、齿轮油滤芯和齿轮油质量检查按手册要求更换齿轮油滤芯，在每次更换齿轮油的过程中，检查滤芯在更换过程中的铁屑，如果有大量铁屑，则仔细检查齿轮箱。同时，检查齿轮油的颜色，必要时对齿轮油进行实验室检查和分析。齿轮油检查时应保存记录。常见齿轮箱检修故障分析(1)、点蚀现象(2)、崩齿(3)、轴承损坏(4)、壳体开裂(1)、磨损和点蚀、磨损：当齿轮箱有铁屑或齿轮油中有污垢，齿轮油滤芯损坏而没有过滤这些杂质时，当这些杂质循环到齿轮表面时，在齿轮硬度较低的情况下，这些杂质作为磨粒而导致齿轮表面磨损。点蚀：点蚀与牙齿表面的硬度有关。当齿面硬度较高且材料塑性较差时，形成的点蚀易于扩展。现在随着齿轮油的发展，抗点蚀齿轮油正成为风力发电机齿轮油的首选。磨损和麻点，在定期检查过程中检查齿轮箱要能够看到齿轮齿，仔细检查齿轮，如果发现有上述情况，o崩齿后，应判断齿轮箱轮齿的具体情况。如果小面积的崩齿占不到啮合面积的10%，它将不会继续发展，也不会影响正常运行。它可以一直运行到大修期。如果崩齿面积过大，必须停止齿轮箱进行检修，并联系制造商进行齿轮加工。(3)如果轴承损坏，将在普通齿轮箱的高速轴部分安装高速轴承温度传感器，以监控高速轴承。如果报告高速轴承温度高，必须对高速轴承进行全面检查，检查是否有铁屑，轴承保持架是否完好，滚子和滚道是否磨损。其他轴承转速相对较低，并且没有安装温度传感器，因此可以进行目视检查。轴承损坏是突发性的，润滑不良和轴向移动会导致突发性损坏。损坏后，必须停止机器，进行大修，检查其他部件的状况，并更换损坏或质量差的轴承。(4)一般来说，壳破裂是非常罕见的。我们公司的Bonus600kWFlender变速箱已经出现了几次变速箱开裂故障。一般来说，开裂部位在行星轮箱与平行轴箱的连接处。从图中可以明显看出，箱子的薄弱部位裂开了。奖金公司对这批箱子的更换总结了箱子设计中存在的问题。箱体破裂通常是不可修复的故障，只能制造新的箱体。四、风力发电机齿轮箱拆卸和吊装方法，(2)、主轴与齿轮箱之间的连接及齿轮箱拆卸方法：1、主轴双支点齿轮箱双支点2、主轴单支点齿轮箱双支点3、主轴双支点齿轮箱单支点，(1)、风力发电机齿轮箱常见的几种安装方式：1、弹性垫片双支点固定安装。2、弹性套筒双支点固定安装。3、悬臂弹性支撑两侧的单支点安装。常见滚动体(1)风力发电机齿轮箱的几种常见安装方式：1)双支点弹性垫片的固定安装。(图1)2。双支点弹性套筒的固定安装。(图2)3。悬臂单支点两侧安装弹性支撑。(图3)、图1、图2、图3，在具体的吊装过程中，根据机舱内的空间，如果在主轴与齿轮箱分离后，机舱内齿轮箱内部和后面的空间不足以移出箱体，整个机舱只能吊装下来。(如果只吊装主轴和齿轮箱，在安装过程中很难调整齿轮箱和主轴的两个安装平面)。(1)主轴与齿轮箱的双支点，(2)主轴与齿轮箱的连接及齿轮箱的拆卸方法：(1)在特定的吊装过程中，由于主轴是单支点，当主轴与齿轮箱分离时，主轴将落入机舱，主轴必须用枕木水平垫起(以免损坏主轴轴承)。根据机舱内的空间，如果在主轴与齿轮箱分离后，齿轮箱可以移出机舱后面空间的箱体，则只能提升齿轮箱。对于典型的Bonus300450600系列机组，Bonus600的主轴与叶轮弹性连接，齿轮箱后面有空间，只有齿轮箱可以拆卸。Bonus300发动机室重约20吨，高31米。它可以在车间悬挂、组装和调整。2、主轴单支点齿轮箱双支点，在具体吊装过程中，视机舱内的空间而定，如果主轴与齿轮箱分离，齿轮箱可以移出机舱后面的空间，这时只有齿轮箱被吊下来。Vestas600齿轮箱拆卸。(3)主轴双支点齿轮箱的单支点，(5)风电齿轮箱的拆卸和组装，检修前的准备：一般情况下，在风电机组供应商提供风电机组后，运行维护单位会提供风电机组主要部件的装配图，以方便日后维护。如果装配图不完整，并且是您第一次进行维护，那么您应该标记ea(1)、典型3个风力发电机齿轮箱的基本拆卸和组装(2)、齿轮箱组装的基本理解(3)、齿轮箱拆卸和组装工具的基本理解(4)、齿轮箱轴承的基本拆卸和组装(5)、齿轮箱组装后的基本调整(1)、典型3个风力发电机齿轮箱的基本拆卸和组装(1)、分体结构齿轮箱(铸件)、NTK300齿轮箱(2)、焊接箱(2轴分体式、三级斜齿轮)3、一级行星齿轮和两级斜齿轮、1、分体结构齿轮箱(铸件)。 NTK300齿轮箱，从端面看，箱体的一轴和四轴都在剖分式截面上，因此起重机从箱体的上半部拆下后，四轴和一轴可以直接从箱体中取出。 拆卸齿轮箱前，仔细检查齿轮箱的装配图，确保齿轮箱以轴为单位，并按四个轴的顺序。在拆卸齿轮箱时，所有零件都应标有轴的单位，并写在轴端或齿轮箱的端面上，必要时应做方向标记。NTK300kW千瓦齿轮箱的基本拆卸顺序如下：1 .将齿轮箱和主轴从机舱中取出，用枕木将齿轮箱的一端水平放置在地面上，用行车将主轴的一端水平吊起，用液压千斤顶将主轴与齿轮箱分离，将分离的主轴水平放置。2.先拆下齿轮箱上部和齿轮箱下部的连接螺栓，然后拆下四轴和一轴的轴承端盖螺栓，将所有螺栓安装到位。用起重机吊起箱子的上半部分，然后放好。3.分别取出一个轴和四个轴。液压千斤顶或拉具可用于拆卸轴承。第一轴和第四轴拆卸完成后，箱体内只剩下第二轴和第三轴，箱体下半部的第二轴和第三轴都在通孔内，显然两端都有轴承端盖，所以任何一个都可以先拆卸。一般来说，第二个轴将首先拆卸，箱子将垂直放置。用枕木垫好后，如果向下压轴，齿轮箱中第二个轴的齿轮轴端将向下。衬垫钢套筒将放置在第二轴的大齿轮下。该套可根据拆卸需要自行制作。同时，为了防止中间箱壁受力，中间箱壁的下半部也可以在长袖拉伸力的方向上缓冲。首先，拆下位于齿轮一侧的夹紧弹簧。齿轮和轴过盈配合(紧配合)。首先，用喷灯加热齿轮。当齿轮的温度达到60度时，用液压千斤顶从上到下向下压两个轴。轴慢慢向下移动。当它在轴台上移动时，齿轮与轴分离，轴上的定位平键被移除。类似地，三个轴被拆卸。NTK300kW齿轮箱的装配过程与拆卸过程相反。装配顺序如下：三轴、两轴、一轴和四轴。组装所有四个轴时，测量四个轴的轴向间隙。根据手册要求，如果测量不符合要求，应对轴进行轴向调整。2.焊接箱(双轴分流型，三级螺旋齿)。正确的数字是因为在主轴和齿轮箱不能从风力涡轮机上拆下后，整个机舱将被拆下并移至车间进行拆下。事实上，与在风力涡轮机中一样，首先松开收缩盘的螺栓，固定并松开齿轮箱的弹性支撑，通过液压千斤顶试图移动齿轮箱和主轴，当有相对运动时，起重机提升齿轮箱，然后通过液压千斤顶将齿轮箱从主轴中推出，收缩盘显示在右下图中。主轴与齿轮箱分离后，将齿轮箱放在有枕木的稳定位置，开始拆卸齿轮箱附件。右下图显示了单个制动蹄。由于制动蹄上有许多零件，拆卸时所有零件必须整齐地放在一起。拆卸制动蹄后，拆卸齿轮箱三轴端的齿轮泵。取出润滑油沿啮合的相反方向移动小箱体和四个轴。交错啮合后，将小箱体和四个轴一起吊起，拆除后放在地上。右上图是小盒子拆卸后的端视图。四个轴已经拆卸，三个轴的拆卸已经开始。三轴、两轴和一轴的轴端用吊环固定，齿轮箱端面水平放置。拆下大箱体的端盖，同时拆下定位销。拆下销后，用行车将四个轴和端盖固定在一起。行车向上提升，以确保另一端轴承平稳向上移动。与此同时，有人用铜棒敲击底部轴承来调整底部轴承。看右图，三个轴的三个轴承是NU轴承内圈和外圈可以分开，这决定了三个轴的外圈留在箱体内，内圈随轴移动。在箱体的端面和四个轴被移除后，将端面放置在特定的工具台上并固定，以防止轴翻倒。同时，每个轴底部的轴垫是水平的，以确保每个