風電機組齒輪箱關鍵部件齒輪與軸承的損傷問題

2017-09-16 23:30:37 NSK 1165

在我們的旅行的時候,除了有飛速運行的高鐵,在途中我們還會時常看到風電機組,即大風車。風電是一種清潔能源,在未來有廣闊前景,但其前景也經受很多現實問題的考驗。風電齒輪箱是風電機組中最為關鍵的部分,在服役的過程中也是最易損壞的部件。本期介紹一個國外風電機組齒輪箱損壞的事例,供大家學習。


基本情況:

風電齒輪箱軸承在使用兩年內就發生損壞,這是一種典型的早期失效風電齒輪箱的功率是1250kW。輸出轉速為1500轉。


NSK軸承

1 失效的中速軸軸承,這是一種典型的圓柱滾子軸承

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2  損壞的中速軸小齒輪,輪齒已經折斷,相鄰輪齒有剝落損傷,但并不嚴重。

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3 圓柱滾子軸承示意圖


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4 滾子表面磨損,損傷比較嚴重,同時嚴重剝落


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5 軸承外環的損傷


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6 損壞的滾子,大部分滾子都有損傷,而且損傷部位也比較隨機。


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7 軸承內環的損傷,主要是剝落損傷


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8 軸承材料化學成分


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9  軸承材料金相組織


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10 軸承表面磨損與腐蝕產物


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11 觀察到疲勞與解理斷口


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12 觀察到解理斷口


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13 高周疲勞與脆性斷口

 

軸承損傷的主要原因是高周疲勞,它是由大風季節連續峰值發電使軸承連續過載,導致軸承表面磨損,同時在表面或亞表面萌生疲勞裂紋,產生表面剝落損傷。


一般來說,風電齒輪箱端部軸承在高負載運轉的過程中都會產生熱,這會影響潤滑效果,甚至加速磨損,導致滾子表面剝落損傷。軸承磨損以后,軸的運行會受到影響,同樣會影響齒輪的受力狀態,最常見的現象是從齒輪上觀察到偏載,輪齒折斷,其問題的根本通常出現在軸承上,中速軸小齒輪輪齒折斷的根本原因是軸承的損傷。


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由此延伸闡述一點問題,風電機組的選址很重,歷史氣象資料也是選址的重要依據,由于選址依據不科學,這種因為過負載引起的剎車經常出現,因此大大折損了風電齒輪箱的壽命。希望在藍天下,風車可以自由旋轉,給我們源源不斷地送來清潔能源。

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