大连华锐重工集团风电_技术贴：风电齿轮箱的现状调查与损坏原因分析

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技术贴：风电齿轮箱的现状调查与损坏原因分析

2015-12-21 21:32:10

风力发电网讯:随着风电机组运行时间的延长，由于风电场环境恶劣，齿轮箱的故障越来越频繁出现，诸如漏油，齿面点蚀、剥落、断齿、异常磨损，轴承跑圈、滚道点蚀、剥落等现象。

导致出现上述缺陷因素很多，包括制造因素：齿轮箱结构设计、载荷计算、轴承选型、材料选择、制造加工、出厂前的试车及清洁等;运行因素：控制策略、监控措施、维护方法;环境因素：气候、变化无常的风况;控制因素：任何一个环节控制不到位，均会导致隐患，从微小缺陷扩展成大缺陷，从而引起机械部分不可逆的损坏。

因此，风电机组齿轮箱从出厂到淘汰报废，我们要以全寿命周期管理理念，通过精心维护、科学管理来降低齿轮箱损坏率及下架率、缩短恢复时间，实现齿轮箱长寿命健康运行，提高机组利用率。

现状调查

中国可再生能源学会风能专业委员会的资料显示，国内装机数量截至到2015年9月已超过8万台，双馈型机组按照市场总容量估算约占5万-6万台。这个数量也就是齿轮箱运行台数，其中近4万台左右已在2012年前投入运行。

经粗略估算，从2011年开始，齿轮箱年度下架率在逐年上升，如图1所示。

图1所示的比例计算是基于所有在运行的齿轮箱台数。若只按运行超过3年的齿轮箱数量为基数计算的话，下架率数值超出图1中数值1倍以上，而且之后有急剧增加的趋势。

损坏原因概略分析

齿轮箱损坏下架的原因很多，通过调查及数据统计，缺陷主要表现为：齿轮断齿，齿面点蚀、磨损、剥落，内齿圈断裂，行星轮损坏卡死，轴承磨损、内外圈跑圈等。

引起这些缺陷的直接原因主要是因为齿部接触不良，出现偏载，局部应力过大、引起微裂纹并逐步扩展，致使齿面烧伤、点蚀、剥落，导致齿的局部断裂。而引起这些现象的间接原因与设计制造、材料及热处理、运行维护、控制策略、环境等因素都可能有关。每一台齿轮箱下架具体情况会不同，但一般来说，制造初始缺陷是潜在诱因，在使用过程中若载荷复杂、维护不当、不及时跟踪处理会加速缺陷扩展。

需停机处理的故障主要集中在管路漏油、高速轴、电动泵、油温油压报警、滤芯、冷却系统、轴承及异响。这些故障会直接造成齿轮、轴承润滑不良，若不及时处理会引起齿轮和轴承出现缺陷并扩展，甚至会导致下架。通过几年统计分析，表现出的主要故障分布情况如图2所示。

全寿命周期内运行维护及管理要求

从出厂起，到运行维护、监控、故障处理、备件储备，以及结构优化等每个环节均需加强管理。做好前期控制，及时发现问题、尽早处理，，预防为主、防治结合，严格执行齿轮箱专项检查，建立齿轮箱状态跟踪档案，不断完善故障处理方法。

一、出厂前的试验、清洁

齿轮箱装配完成，必须严格按照检验规范进行整箱检验，按试车规范进行加载试车。循环跑油后，尤其要保证出厂前的清洁度，达到齿轮箱清洁度要求，严格按采购方和制造方双方技术协议要求进行相应取样检测，严禁有大的金属铁屑、杂物残留在齿轮箱内，否则上天运行后，过滤系统在短时间内不能完成全部过滤，甚至某些残留物至始至终都不能通过过滤系统过滤。残留铁屑会在齿轮箱运行过程中对齿面、轴承滚道进行挤压，导致压痕、磨痕。

对新出厂齿轮箱加注新润滑油时，新油的清洁度需达到ISO440617/15/12标准，否则需经过过滤。由装配单位对每批次新齿轮箱润滑油的清洁度进行合适比例的抽检，抽检样本送具有资质的检测机构检验，并将所有检测结果进行建档。

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