风电齿轮箱

        风力发电机的主要润滑部件包括齿轮箱,轴承(发电机轴承、偏航轴承、主轴承),还有液压系统。正常情况下,风力发电机的使用寿命一般在23年左右,但是由于维护方法、润滑油品的因素,风力发电机的寿命却有较大区别,作为风力发电机的主要部件之一,齿轮箱的润滑维护对于整机的成本和发电效率起着重要作用。


风电齿轮箱的常见故障:

风电齿轮箱常见的故障有三种:点蚀,轴承故障,泡沫问题。下面我们主要从齿轮箱润滑油(齿轮油)的角度,来看看这些故障的原因,以及如何预防:


1.微点蚀(Micropitting)

微点蚀常出现在滑动接触面上,由于接触面的金属疲劳引起,常表现为齿面金属出现裂纹、麻点,有些时候会形成灰白色的凹坑斑点或灰暗斑点,严重的情况,还会造成断齿。齿轮啮合时,如果接触面之间能形成完整的润滑油膜,齿面微点蚀的成因比较复杂,一般认为是由于齿面间没有形成足够厚的润滑油膜,导致金属面之间没有形成完整的全膜润滑(流体动力润滑),而处于局部边界润滑、混合润滑的状态。齿轮在加工过程中由于加工精度,油膜厚度不足以完全覆盖金属表面的凸凹突起(峰点),这些“毛刺”在承受压力、轮齿金属面之间发生相对滑动的过程中受到摩擦和剪切应力,发生金属疲劳、局部过热,导致微点蚀。在解决微点蚀问题上,有多方面的因素,除了优化齿轮的几何设计、齿轮加工及热处理工艺,还有润滑油的性能优化,让润滑油能保持一定的油膜厚度,避免金属表面之间的突起部分发生直接接触,并且通过了混合摩擦、边界摩擦状态下的测试,能提供这些情况下的润滑保护。


        润滑油的油膜在使用中会变化,温度、负载、转速等因素发生变化,都会导致油膜厚度(黏度性质)发生变化,因此,要达到全膜润滑,润滑油的黏度在这些因素的变化中越稳定越好。


        虽然齿轮油的黏度大可以形成较厚的油膜,防止齿面间的金属突起部分发生接触,但是单纯的调高黏度却不是解决方法,因为润滑油的黏度如果过大,会出现润滑油流动不畅、摩擦过大、发热等情况,局部过热导致润滑油加速氧化变质,能耗损失也大。因此齿轮油应选择适当的黏度,不宜过大。外界因素的变化会影响润滑油的黏度,例如温度增加,润滑油黏度减小,油膜厚度变薄,这种情况就可能导致油膜厚度低于金属突起的峰点高度,造成局部应力较大。因此,对润滑油的挑战就是,能保持较为稳定的黏度(油膜厚度)。在发生边界润滑时,能够提供边界润滑条件下的极压保护,这就对齿轮油的基础油和添加剂配方技术都提出了挑战。


        影响齿轮油抗微点蚀能力的另一个重要因素是油的清洁度。如果齿轮油里混入颗粒状硬物,不但会形成磨粒磨损齿轮,还会破坏润滑油膜的完整性,导致各类磨损的发生,包括微点蚀。因此保持润滑油的清洁度十分重要,应做好新油和在用油的颗粒物监测。


2.轴承损坏:

轴承也是风力发电机上的重要部件,造成轴承损坏的原因有多个方面,例如负载、转速、温度的变化超出设计范围,润滑问题、密封装配过紧、轴承安装不当、电蚀等因素都可能造成轴承损坏。齿轮箱轴承也会出现类似于齿轮的微点蚀磨损,尤其当轴承里进入了微小的颗粒杂质。齿轮箱轴承配合间隙较小,哪怕很微小的颗粒状硬物、杂质进入轴承内部,都会引起轴承磨损。齿轮箱轴承应注意油品是否对轴承金属造成锈蚀、腐蚀。


        齿轮箱轴承在发生损坏时,应立即检修,防止后续损坏。齿轮箱轴承的损坏通常是在一次突然的故障后发生初级损坏,随即进一步发展为第二阶段的损坏——由初次损坏的压痕、刮擦、锈蚀等进一步发展成为金属疲劳、剥落、内部间隙增大、振动、噪音然后失效。


3.泡沫:

泡沫问题是齿轮箱润滑的一个常见问题,风轮机的高速转动会引起润滑油搅动,卷入空气,在润滑油里形成泡沫。泡沫会影响润滑油的正常循环流动、影响润滑油形成完整的油膜,造成润滑不良。泡沫也会引起局部油温升高和气蚀等一系列问题。另外,泡沫还可能引起润滑油溢出,造成浪费和安全隐患。齿轮箱的润滑系统应考虑排气,同时选用的润滑油应具有良好的抗泡性和空气释放性,这样才能把卷入油里的气泡迅速释放出来,然后排掉。


选择优质的润滑油供应商:

优质的润滑油供应商不但有实力提供优质的油品,而且具有雄厚的配套维护技术。技术雄厚的品牌如美孚,能给用户提供油液检测服务(Signum油液检测),有助于发现风电齿轮箱的早期故障,并通过油液检测发现故障点和故障原因,指导准确、及时的设备维护。


润滑与风力发电机:

润滑油品的质量和正确的维护手段对于风力发电机的寿命有着重要影响,从长期看,使用优质的润滑油品能延长风力发电机的使用寿命、提高发电机的运行效率和生产力、减少维修支出和停机损失。油液检测是监测风电齿轮箱状态的必要手段,能发现并预防重大故障。


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发布时间:[ 2016/8/26 ]      浏览量:[ 326 ]



文章关键词:风电   齿轮箱   润滑故障

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