风力发电机组齿轮箱轴承
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风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析随着风能的发展,风力发电已经成为了一种极具潜力的清洁能源,在全球范围内得到了广泛的应用。
而风力发电机组中的齿轮箱作为核心的传动装置,更是扮演着至关重要的角色。
而齿轮箱的高速轴轴承振动问题是一项不容忽视的挑战,本文将对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行应用分析,并就该问题进行深入探讨。
风电齿轮箱中高速轴轴承振动的产生通常会受到多种因素的影响,主要原因可以归纳为以下几点:1. 高速轴轴承的设计和制造误差:高速轴轴承的设计和制造精度不够高,容易导致轴承振动增大。
2. 高速轴轴承安装偏差:高速轴轴承的安装偏差过大,会导致轴承载荷分布不均匀,从而造成振动。
3. 高速轴轴承尺寸选用不当:高速轴轴承的尺寸选择不当,无法满足齿轮箱高速旋转的要求,也会导致轴承振动增大。
4. 高速旋转带来的惯性力和冲击力:高速轴在运转时,惯性力和冲击力对轴承的影响是不容忽视的。
5. 高速轴轴承磨损或损坏:高速轴轴承磨损严重或损坏, 会直接导致轴承振动大增。
以上这些因素相互作用,都会导致风电齿轮箱高速轴轴承振动的产生。
二、风电齿轮箱高速轴轴承振动的影响风电齿轮箱高速轴轴承振动严重会对风力发电机组的正常运行产生严重的影响:1.增加齿轮箱和轴承的磨损:高速轴轴承持续的振动将导致齿轮箱和轴承的磨损加快,缩短其使用寿命。
2. 产生噪音:高速轴轴承的持续振动会引起齿轮箱的噪音增大, 对周围环境和人员带来负面影响。
3. 增加能耗:齿轮箱振动会引起轴承摩擦阻力增大,导致额外的能量消耗,增加了发电成本。
4. 影响传动系统的稳定性:齿轮箱振动也会影响传动系统的稳定性,甚至可能导致机组的紊乱运行。
风电齿轮箱高速轴轴承振动问题不容忽视,需要进行深入的应用分析及解决。
针对风电齿轮箱高速轴轴承振动问题,需要在设计、制造、安装和运行中进行全面的应用分析和对策研究:1. 优化轴承设计和选材:在高速轴轴承的设计和选择上,需严格按照实际工况要求进行优化,选取适合的轴承材料和结构,以提高其承载能力和抗振能力。
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析二、风电齿轮箱高速轴轴承振动的成因1. 原因一:轴承设计不合理风电齿轮箱的高速轴轴承作为承受风机转速及载荷的重要组件,其设计合理与否直接影响着轴承的振动情况。
如果轴承在设计上存在问题,如径向间隙不合适、润滑不足、承载能力不足等,都会导致轴承在高速工况下产生过大的振动,从而影响风电齿轮箱的运行。
2. 原因二:运行过程中的损耗风电齿轮箱长期运行中,轴承会受到载荷和振动的影响,导致轴承零部件的损耗。
一旦轴承零部件损坏或磨损,会导致轴承产生振动,进而影响风电齿轮箱的运行稳定性和寿命。
3. 原因三:不良工况风电齿轮箱在运行中可能会出现异常工况,如过载、冲击负载、异常转速等,这些工况都会导致高速轴轴承振动。
尤其是在风电场运行环境复杂多变的情况下,异常工况的发生频率较高,更易导致轴承振动的出现。
三、风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析1. 检测与监测技术风电齿轮箱高速轴轴承振动的检测与监测技术,可以采用传感器技术实时监测轴承的振动情况,并通过数据采集和分析系统对轴承的振动情况进行实时监测和记录。
通过这种技术手段,可以及时掌握轴承振动情况,为风电齿轮箱的故障诊断和维护提供数据支持。
2. 振动信号分析振动信号分析是对风电齿轮箱高速轴轴承振动的重要手段之一。
通过对轴承振动信号进行时域分析、频域分析和脉冲响应分析等手段,可以对轴承的振动情况和轴承零部件损伤程度进行评估,进而为风电齿轮箱的维护和故障诊断提供依据。
3. 振动控制技术振动控制技术是对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行有效控制的手段之一。
通过合理的振动控制技术手段,可以降低轴承的振动水平,减小轴承振动对风电齿轮箱的影响,提高风电齿轮箱的运行稳定性和寿命。
4. 轴承维护保养针对风电齿轮箱高速轴轴承振动问题,加强轴承的维护保养工作,及时更换损坏的轴承零部件,加强轴承的润滑和冷却,提高轴承的运行稳定性和寿命,是解决轴承振动问题的重要手段。
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析随着可再生能源的发展和推广,风力发电已经成为一种重要的清洁能源,其发电效率高,无污染,具有较为广阔的应用前景。
而风力发电机组中的齿轮箱作为传动装置的核心部件,其性能稳定与否直接影响到发电机组的工作效率和可靠性。
在风力发电机组的齿轮箱中,高速轴轴承是一个至关重要的部件,它的振动状态对齿轮箱的正常运转至关重要。
对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行应用分析,对于保障风力发电机组的安全运行,提升其工作效率具有重要意义。
一、风电齿轮箱高速轴轴承的功能及振动特点风电齿轮箱高速轴轴承主要承受齿轮箱旋转部分的重量和转矩,并传递给风力发电机组的发电机部分。
高速轴轴承的正常运转对整个发电机组的工作效果至关重要。
一般来说,高速轴轴承将产生由以下几个方面引起的振动:1. 高速运转时的离心力。
齿轮箱高速轴转速较高,离心力对轴承的振动产生了较大影响。
离心力会导致轴承内部产生一定的振动,如果不及时采取措施加以防护,将会加剧轴承的损耗。
2. 轴承自身的摩擦和撞击。
高速轴轴承在长时间运转中,由于受到摩擦和碰撞,易产生较大的振动。
这些摩擦和撞击不仅容易造成轴承的损坏,还会影响整个齿轮箱的运转效率。
3. 温度的升高。
高速轴轴承在长时间运转中,受到摩擦和离心力的影响,容易产生较高的温度。
当温度升高超出一定范围时,将会产生一定的振动,影响齿轮箱的正常工作。
风电齿轮箱高速轴轴承的振动特点是非常值得我们关注的,对于振动的分析及防护将有助于提升齿轮箱的工作效率和延长其使用寿命。
对于风电齿轮箱高速轴轴承的振动进行监测是非常必要的,通过对振动状态的实时监测,可以及时发现轴承的异常情况并采取相应的措施进行维修,以保障齿轮箱的正常运转。
目前,主流的风电齿轮箱高速轴轴承振动监测方法主要有以下几种:1. 振动传感器监测。
通过在高速轴轴承处安装振动传感器,可以实时监测高速轴轴承的振动状态,一旦发现异常情况,可以及时预警并采取相应的维修措施。
浅述风电主齿轮箱传动形式和轴承布置风电主齿轮箱是将风力发电机产生的机械能转化为电能的重要装置之一,其传动形式和轴承布置在整个系统的性能和可靠性方面起着重要作用。
以下将对风电主齿轮箱传动形式和轴承布置进行深入浅出的阐述。
一、传动形式风电主齿轮箱的传动形式一般分为两种:直驱式和间接驱动式。
1.直驱式传动形式直驱式传动形式是指风力发电生成系统中的风力机叶片直接连接齿轮箱,由齿轮箱直接驱动发电机转子旋转,实现将机械能转化为电能的过程。
直驱式传动形式的特点是传动效率高、结构简单、成本相对较低。
但由于叶片和齿轮箱相连,所以风力机的转速直接受到叶片转速的限制,使得整个系统的功率输出不灵活,容易受到传动装置的振动和冲击加载。
因此,直驱式传动形式在大型风力发电机中很少使用。
2.间接驱动式传动形式间接驱动式传动形式是指风力机叶片通过主轴与齿轮箱相连,齿轮箱再通过发电机转子的轴与发电机相连的传动方式。
间接驱动式传动形式的特点是转速范围广、功率输出稳定、适应性强。
由于通过主轴连接,可以使风力机叶片的转速与齿轮箱的转速脱离,提高了整个系统的灵活性和可靠性。
同时,通过合理设计齿轮轴承和减速器,可以将高速低扭矩的风力机叶片输出的动力转变为低速高扭矩的发电机所需要的动力,实现了发电机的高效运行。
因此,间接驱动式传动形式在现代风力发电系统中得到了广泛应用。
二、轴承布置风电主齿轮箱中的轴承布置是指在齿轮箱中各个轴承的位置和数量以及其承载能力的安排。
合理的轴承布置能有效提高齿轮箱的传动效率和整体运行效果。
一般来说,风电主齿轮箱的轴承布置可以分为四个部分:输入轴承、中间轴承、输出轴承和其他轴承。
1.输入轴承的作用是承受风力机传动系统输入的扭矩,并保证输入轴与齿轮磨损减小,传递更高效率。
2.中间轴承的作用是支撑整个齿轮箱中的齿轮和轴的运动,同时承受中间齿轮组的扭矩,并保证其转动平稳、可靠。
3.输出轴承的作用是承受整个齿轮箱输出轴的扭矩和载荷,同时使输出轴转动平稳。
基于齿轮动力学的海上风力发电用齿轮箱故障分析近年来,海上风力发电已逐渐成为可再生能源行业的主流之一。
作为风力发电机组的核心部件之一,齿轮箱在海上风力发电系统中扮演着重要的角色。
然而,由于复杂的工作环境以及长期的运转,齿轮箱在海上发电系统中容易发生故障。
因此,基于齿轮动力学的海上风力发电用齿轮箱故障分析变得尤为重要。
首先,齿轮箱的故障分类是进行分析的第一步。
常见的故障类型包括齿轮损伤、轴承故障、齿轮间隙变大、齿轮材料疲劳失效等。
针对这些故障类型,我们需要对其产生的原因进行详细的分析。
对于齿轮损伤问题,可以通过振动信号分析等手段来进行故障预测与诊断。
振动信号分析可以通过检测传感器的输出信号,从而获得机械设备的振动信号,并通过对振动信号的分析,判断设备是否存在故障。
此外,透过图像处理技术,可以对齿轮表面进行检测和分析,以识别出齿轮表面的缺陷和损伤。
轴承故障是齿轮箱常见的故障类型之一。
传感器安装在轴承上,可以实时监测轴承的运行状态。
通过分析传感器采集的振动、温度、声音等数据,可以判断轴承是否正常运行。
此外,借助红外热成像技术,可以非接触地监测轴承的工作温度,从而发现轴承的故障。
齿轮间隙变大也是齿轮箱故障的常见问题。
当齿轮间隙超出设计范围时,可能会导致齿轮传动不稳定、齿面接触不良等故障。
通过检测齿轮箱内齿轮的振动、噪声等特征,并结合齿轮仿真分析和有限元分析等方法,可以判断齿轮间隙是否超出设计要求。
齿轮材料疲劳失效也是海上风力发电用齿轮箱故障的主要原因之一。
分析齿轮材料的疲劳寿命、齿面载荷分布等因素,可以预测齿轮材料是否会发生疲劳失效。
通过检测齿轮表面的裂纹和缺陷,并进行齿轮材料的金相显微镜分析,可以判断齿轮是否存在疲劳失效的风险。
在分析故障原因的基础上,还需要对齿轮箱故障进行综合判断和评估。
可以建立故障诊断模型,通过分析故障前后的传感器数据,预测齿轮箱的寿命和故障进展情况。
同时,需要制定相应的维护策略,包括定期检查、润滑维护以及齿轮箱的更换等。
高原型风力发电用齿轮箱的故障诊断与维修齿轮箱是高原型风力发电机组中的重要组成部分,承担着将风能转换为电能的重要任务。
然而,由于高原气候的复杂性和特殊性,高原型风力发电机组的齿轮箱故障率较高。
因此,及时准确地诊断和维修齿轮箱故障,对于确保风力发电机组的安全运行和可靠性具有重要意义。
一、高原型风力发电齿轮箱故障的常见原因及诊断方法1. 轴承故障:轴承是齿轮箱中最常见的故障点之一,主要原因是高原地区的低温和高寒环境对轴承的损伤较大。
诊断方法包括观察和分析振动信号、温度变化和噪音等。
如果发现轴承温度异常升高或振动信号变大,应及时检查和更换轴承。
2. 润滑油污染:高原地区的气候条件导致润滑油容易被污染,这会影响齿轮箱的正常运转。
通过监测润滑油的颜色、粘度和污染物含量等指标,可以及时发现润滑油污染的问题。
定期更换和维护润滑油系统是预防齿轮箱故障的重要措施。
3. 锈蚀和磨损:由于高原地区湿气和强烈的紫外线辐射,齿轮箱的金属表面容易产生锈蚀和磨损。
通过定期检查齿轮箱表面的状态,及时清除锈蚀和磨损,可以减少齿轮箱故障的发生。
4. 齿轮间隙变大:高原地区的低温和恶劣环境会导致齿轮材料的收缩,从而使齿轮之间的间隙逐渐变大。
通过齿轮箱的振动分析和测量齿轮的间隙,可以判断是否需要进行调整和更换齿轮。
二、高原型风力发电齿轮箱故障的维修方法1. 齿轮箱润滑系统维护:定期更换润滑油,清洗润滑油系统,确保润滑油的正常流动和清洁。
同时,检查油封和密封件的状态,防止润滑油泄漏。
2. 轴承维护和更换:定期检查轴承的磨损情况,及时更换和润滑轴承。
在更换轴承时,应选用适合高原环境的特殊轴承,并确保正确安装。
3. 齿轮间隙调整和更换:通过测量齿轮的间隙,判断是否需要进行调整和更换齿轮。
在更换齿轮时,应选用耐磨损、高强度的齿轮材料,并进行必要的校准工作。
4. 齿轮箱的清洁和防护:定期清洗齿轮箱,并对齿轮箱进行防护涂层处理,以防止锈蚀和损坏。
5. 振动监测和分析:安装振动传感器,对齿轮箱的振动信号进行监测和分析,及时发现故障的迹象,并采取相应的修复措施。
风力发电齿轮箱结构及原理
风力发电齿轮箱是风力发电机组的核心部件之一,其主要作用是将风轮转动速度转换为高速旋转的发电机适用的输出转速。
风力发电齿轮箱的结构一般包括主齿轮、从动齿轮、轴承、油封等部分组成。
其中,主齿轮与风轮轴相连,从动齿轮与发电机轴相连。
主齿轮和从动齿轮采用不同的齿数,通过齿轮传动的方式,实现从风轮转动速度到发电机输出转速的转换。
轴承用于支撑和固定齿轮和轴,确保其平稳运转,油封用于防止润滑油流失和防尘。
风力发电齿轮箱的工作原理根据齿轮传动原理,利用齿轮的齿数比来实现速度转换。
当风轮转动时,主齿轮随之转动,主齿轮与从动齿轮之间的齿轮传动使从动齿轮以不同的速度旋转。
从动齿轮的旋转速度取决于主齿轮和从动齿轮的齿数比,通过合理选择齿数比,可以将风轮的低速转动转换为适合发电机工作的高速转动。
总的来说,风力发电齿轮箱通过齿轮传动原理,实现了从风轮转动速度到发电机输出转速的转换,是风力发电机组的关键部件之一,对于风能转换为电能具有重要的作用。
风电机组齿轮箱介绍一、什么是风电机组齿轮箱?风电机组齿轮箱是风力发电设备中的关键部件之一,用于将风轮旋转的动能传递给发电机,从而产生电能。
它通常由多个齿轮组成,通过精确的传动比例来提高风轮转速,并将其转化为适合发电机工作的转速。
二、风电机组齿轮箱的结构风电机组齿轮箱由外壳、轴、齿轮、轴承和润滑系统等组成。
2.1 外壳外壳是齿轮箱的保护壳体,具有良好的密封性能和机械强度。
其结构通常由上、下两部分组成,方便维护和齿轮更换。
2.2 轴齿轮箱中的轴承负责承受齿轮和旋转部件的载荷,并确保它们平稳运行。
轴通常由高强度合金钢制成,具有较高的刚度和耐磨性。
2.3 齿轮齿轮是风电机组齿轮箱的核心部件,它们通过齿轮传动实现能量转换和传递。
常见的齿轮有斜齿轮、圆柱齿轮和行星齿轮等。
齿轮的优质材料和精确加工能够提高传动效率和耐久性。
2.4 轴承轴承是支撑齿轮箱内齿轮和转动部件的重要组成部分。
它们能够减少摩擦和磨损,并确保齿轮箱平稳运转。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
2.5 润滑系统润滑系统负责为齿轮箱提供足够的润滑油,并对齿轮和轴承进行冷却和保护。
良好的润滑系统能够降低齿轮箱的摩擦和磨损,延长使用寿命。
三、风电机组齿轮箱的工作原理风电机组齿轮箱采用齿轮传动的方式将风轮的旋转动能传递给发电机。
1.风轮旋转驱动主轴旋转;2.主轴通过第一级齿轮传动将低速大扭矩的运动转化为高速小扭矩的运动;3.高速轴通过第二级齿轮传动将高速小扭矩的运动转化为低速大扭矩的运动;4.最后,低速轴将此运动传递给发电机,发电机产生电能。
四、风电机组齿轮箱的维护与故障排除为保证风电机组齿轮箱的正常运行,需要进行定期的维护与故障排除。
4.1 维护•定期更换润滑油,并清洗润滑系统;•检查齿轮和轴承的磨损情况,及时更换或修复;•检查外壳密封性能,确保齿轮箱内部的油液不泄漏;•定期检查齿轮箱的整体结构,排查潜在故障。
4.2 故障排除•齿轮断裂:检查齿轮材料和制造工艺,确认是否需要更换更坚固的齿轮;•轴承失效:检查轴承润滑情况,并及时更换损坏的轴承;•润滑系统故障:检查润滑系统的油泵、油管和过滤器等,确保润滑油畅通无阻;•外壳磨损:定期检查外壳磨损情况,如有需要及时更换。
风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探究风力发电是近年来越来越受到重视的一种清洁能源,风力发电厂作为风力发电的核心设备之一,其中齿轮箱是连接叶片转动和发电机的重要部件之一。
齿轮箱作为风力发电设备中的关键部件,在工作过程中存在着一些机械设计上的问题,这些问题可能会影响风力发电的效率和稳定性,甚至会导致设备的损坏。
探究风力发电齿轮箱机械设计存在的问题并提出相应的应对策略是很有必要的。
1. 轴承寿命短风力发电齿轮箱在工作过程中承受巨大的转矩和扭矩,而这些力会对齿轮箱内的轴承产生很大影响。
轴承的寿命成为了一个非常关键的问题。
正常情况下,齿轮箱的轴承寿命应该与整个风力发电厂的寿命相匹配,然而实际情况中,轴承的寿命往往比整个风力发电厂的寿命要短,这就导致了频繁的更换轴承,增加了维护的成本。
2. 齿轮传动效率低齿轮箱内的齿轮传动是将叶片的旋转动力传递给发电机的重要部分,然而在传动过程中由于齿轮之间的啮合问题以及摩擦问题,齿轮传动效率并不高,部分动能会被损耗。
这就导致了风力发电效率的下降,同时也会增加风力发电机组的损耗。
二、应对策略探究1. 优化轴承选材和安装方式为了解决轴承寿命短的问题,首先可以从轴承的选材和安装方式入手。
选用高强度的轴承材料,并且采用合理的安装方式,可以有效地延长轴承的使用寿命。
还可以对轴承进行在线监测,及时发现轴承的异常情况,并采取相应的维修措施,来保证轴承的正常工作。
2. 提高齿轮传动效率为了提高齿轮传动效率,可以从齿轮的材料和制造工艺入手,选用高强度、低摩擦系数的材料,并采用先进的制造工艺,来减小齿轮传动过程中的能量损失。
还可以改进齿轮的设计结构,减小啮合间隙,提高传动效率。
3. 稳定润滑系统对于润滑系统不稳定的问题,可以采用智能润滑系统来实现对润滑油温度、压力等参数的实时监测,并且可以根据实时监测数据调整润滑系统的工作状态,确保润滑系统的稳定工作。
还可以加强对润滑系统的维护和保养,定期更换润滑油以及对润滑系统进行清洗和检查,来保证润滑系统的正常使用。
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析风电齿轮箱是由多个组件组成的机械设备,在风力发电系统中起到重要的传动作用。
齿轮箱的高速轴轴承振动是该设备运行中一个常见的问题,对于风电齿轮箱的性能和寿命都有很大的影响。
对高速轴轴承振动进行应用分析非常必要。
高速轴轴承振动是指齿轮箱运行时,由于载荷、速度等因素引起的轴承在水平、垂直和径向方向上的振动情况。
这种振动会导致轴承和其他部件的磨损加剧,甚至引发故障,从而影响整个风力发电系统的运行效果。
应用分析主要包括以下几个方面:1. 振动原因分析:通过监测高速轴轴承的振动情况,分析振动的源头,包括齿轮箱的结构设计是否合理、轴承安装是否正确、轴承材质和制造工艺是否达标等因素。
通过分析,找出引起高速轴轴承振动的主要原因,为进一步解决此问题提供依据。
2. 振动信号分析:采用振动传感器等设备对高速轴轴承的振动信号进行监测和采集,获取振动信号的频谱、幅值、相位等参数。
通过对频谱图的分析,可以获得振动信号的频率分布情况,了解高速轴轴承振动的频率特征,从而判断是否存在故障。
3. 振动模态分析:通过有限元分析等方法,对高速轴轴承进行模态分析,得到其振动模态和振型,进一步了解振动的特性和影响因素。
通过模态分析,可以确定高速轴轴承的共振频率,为设计和优化提供参考。
4. 故障诊断和预测:通过对高速轴轴承振动信号的分析,可以识别出不同类型的故障特征,如滚珠故障、内外圈故障等。
结合历史数据和磨损指标,可以进行故障预测和寿命评估,及时采取维修措施,避免发生严重故障。
5. 优化设计和改进措施:通过分析高速轴轴承振动的原因和特点,对齿轮箱的结构设计、轴承的选择和安装方式等进行优化,提高整个系统的可靠性和性能。
根据故障诊断的结果,采取相应的改进措施,延长设备的使用寿命。
高速轴轴承振动的应用分析是解决风电齿轮箱问题的重要手段,可以帮助提高设备的可靠性和性能,减少故障的发生,提高风力发电系统的运行效率。
风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断摘要:齿轮箱中轴承具有传递运动、扭矩以及变速等功能,一旦轴承出现故障,会严重影响齿轮箱的正常使用。
若齿轮出现故障,其中60%的原因是由于齿轮失效引发的。
现阶段对齿轮箱出现的故障进行诊断时,会采用振动法、油液分析法以及混沌诊断识别法。
齿轮箱进入到运行状态,齿轮箱内的组成部分,包括轴、齿轮以及轴承等零件,都会处在振动的状态,受到振动的影响,轴承会出现点蚀情况,或者由于高温、轴面磨损等,导致轴承无法继续工作,严重影响发电机组正常的运行。
关键词:风力发电机;齿轮箱;轴承;振动;故障诊断大部分风力发电机组运行的工作环境恶劣,加之风速、风向具有较高的不稳定性与不确定性,因此风力发电机组主要运行在交变负载作用状态中,这样一来,很容易造成对机组的传统系统等部件的损坏。
同时由于风电机组所在的地区相对偏远,所以会相应的增加检修的困难度。
因此必须加强对风电机组齿轮箱轴承故障诊断工作,下面进行深入的分析。
1.风力发电机组齿轮箱结构1.1 风力发电机组齿轮箱结构轴承、传动部件、箱体以及润滑系统是齿轮箱的主要结构组成。
对于传动部件而言,其中同样有较多组成部件:输入轴、中间轴、输出轴、内齿圈、行星轮、行星架等。
齿轮箱会根据不同的使用需求采用不同的动力传动方式,主要有三类,分别为行星齿轮传动、定轴齿轮传动以及二者结合的组合传动。
齿圈轴通过箱体的支撑可以为输出轴提供叶轮的转动力,所以箱体必须要有较高的强度才可以承受住来自设备内外的载荷。
1.2 风力发电机齿轮箱工作机理在外界风的作用下,叶轮就会转动,进而会逐级带动轮毂、输入轴以及行星架进行转动。
同时,行星会同内齿圈和太阳轮啮合,当叶轮转动时,行星就能够既完成公转,又实现自转,第一轮增速也就得以实现。
同时,太阳轮会带动同轴大齿轮和中间轴上的小齿轮啮合转动,第二级增速也就得以完成。
进而,第三级增速可以通过中间轴和输出轴的齿轮啮合转动。
在这种情况下,传动比可以达到100,实现发电机发电。
风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断探析摘要:齿轮箱中轴承具有传递运动、扭矩以及变速等功能,一旦轴承出现故障,会严重影响齿轮箱的正常使用。
若齿轮出现故障,其中60%的原因是由于齿轮失效引发的。
现阶段对齿轮箱出现的故障进行诊断时,会采用振动法、油液分析法以及混沌诊断识别法。
齿轮箱进入到运行状态,齿轮箱内的组成部分,包括轴、齿轮以及轴承等零件,都会处在振动的状态,受到振动的影响,轴承会出现点蚀情况,或者由于高温、轴面磨损等,导致轴承无法继续工作,严重影响发电机组正常的运行。
关键词:风力发电机组;齿轮箱轴承;故障诊断风力发电机组作为我国主推的清洁可再生能源的一种主要发电设备,虽经过最近几十年的探索和技术的不断提升,风力发电设备的运行以及维护都已经有了专业的技术支撑。
但是,由于风力发电机组的运行环境恶劣,所处地理位置复杂多变,而且我国风力发电机组并网的规模也越来越大,风力发电机组运行的工作状况也变得越来越复杂。
同时,在进行检修维护的时候,工作人员将会面临上百台风力发电机组,有时候会更多,甚至上千台都有。
这种情况下,如果仍然依靠传统的方法,安排运维检修人员进行手动逐台机组现场检查维护,不仅工作效率低下,投入的运维成本增大,而且还不能实现快速、及时的处理故障的目的,我国对风力发电机组进行运行维护也形成了一定的困难。
1风力发电机组齿轮箱概述风力发电机组齿轮箱位于风轮和发电机之间,主要功能是将风轮在风力作用下产生的动能传递给发电机,并将叶轮的低转速提高到发电机所要求的的高转速。
齿轮箱作为传递动力的部件,在运行期间同时承受动、静载荷。
其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
新疆某风电场选用华锐风机SL1500/82机型,齿轮箱主要由箱体、太阳轮、行星轮、行星架、轴、齿轮、齿轮轴、轴承等零件组成,主轴内置于齿轮箱的内部。
不需要现场主轴对中;主轴轴承采用稀油润滑,效果更好;大大减小了机舱的体积。
风电机组齿轮箱轴承常见问题及解决方案1. 引言风电机组齿轮箱是连接机组主轴和发电机的传动部件,其主要功能是将主轴的低速运转输入,转化成中速或高速发电机所需的输出,是风力发电机中的重要部件之一。
由于风力发电机齿轮箱的复杂工况及对可靠性等方面的高要求,风力发电机齿轮箱的设计及应用,尤其是作为关键零部件的轴承的选型、安装及使用显得尤为重要。
不恰当的轴承选型或是不当的安装和使用,会导致轴承的各种损伤和失效模式,甚至还可能会损伤到齿轮箱里其他的零部件。
这些损伤和失效都会直接或间接的导致机组停机,不但影响生产率,还会产生计划外的更换和维护成本。
铁姆肯公司可针对多种常见失效模式提供有效解决方案。
2. 风电机组齿轮箱轴承常见失效模式及解决方案风力发电机齿轮箱设计多种多样,但是基本上都是由行星级和平行级组成。
本文以目前比较常见的一种以行星架为输入,内齿圈固定,太阳轮输出并传递到平行级的设计为例,分析说明常见的轴承失效模式及相应的解决方案。
2.1 行星架轴承2.1.1 常见失效模式 行星架轴承的选型和应用是和主轴的设计相关的。
目前常见的行星架轴承是满装滚子的圆柱滚子轴承。
如果主轴轴承选用调心滚子轴承,不论是单个调心滚子主轴轴承的3点支承设计还是两个调心滚子主轴轴承的4 点支承设计,由于调心滚子轴承径向和轴向游隙的存在(如图1 所示),当风力发电机在刹车或是其他出现轴向载荷交替变换方向的工况时,主轴及其后面连接的行星架在轴向可能会有窜动。
此时如果使用圆柱滚子轴承作为行星架轴承,由于其内外圈在轴向方向上有一定的相对错位空间,因此来自主轴的轴向窜动会传递到行星架的圆柱滚子轴承,而如果窜动量足够大,则对圆柱滚子轴承会造成冲击。
而且,由于内齿圈和齿轮箱箱体是连成一体的,所以行星轮和行星架一起轴向窜动还会对行星轮造成齿面磨损(如图2 所示)。
2.1.2 解决方案 铁姆肯公司推荐选用单列圆锥滚子轴承跨装,通过对圆锥滚子轴承预紧来解决主轴轴向窜动对行星轮的影响。
风力发电机组齿轮箱故障分析及检修分解齿轮箱是风力发电机组的核心部件之一,其主要功能是将风轮通过传动装置传递给发电机,以产生电能。
由于齿轮箱在长时间运转中承受着大负荷,容易出现故障,因此对于齿轮箱的故障分析及检修分解非常重要。
一、故障分析1.齿轮磨损:由于齿轮箱长时间高速运转,容易导致齿轮之间的磨损,如果磨损过大,会导致齿轮箱传动不稳,产生异响。
2.轴承损坏:齿轮箱中的轴承承受着极大的压力和摩擦,如果润滑不良或者长时间运转,会导致轴承损坏,从而导致齿轮箱工作不正常。
3.油封漏油:齿轮箱中的油封容易因为长时间使用或者质量问题导致漏油,这会导致齿轮箱内部润滑油减少,影响齿轮的润滑和工作效果。
4.齿轮箱内部异物:在齿轮箱长期运转过程中,由于各种原因,容易进入异物,如金属粉尘、灰尘等,这些异物会加剧齿轮磨损和轴承损坏。
二、检修分解1.卸下齿轮箱:首先需要将风力发电机组的叶片停止转动,并释放动力系统的压力,然后使用专业工具将齿轮箱卸下。
2.拆卸齿轮箱壳体:将齿轮箱的壳体螺栓依次松开,小心拆下齿轮箱壳体,避免损坏内部零件。
3.检查齿轮磨损情况:清洁齿轮箱内部,使用专业工具检查齿轮的磨损情况,如果磨损严重,需要更换新的齿轮。
4.检查轴承情况:拆卸齿轮箱内部的轴承,清洗并检查轴承的磨损情况,如果磨损严重,需要更换新的轴承。
5.更换油封:检查齿轮箱油封的密封情况,如果发现漏油,需要将旧的油封拆下并更换新的油封。
6.清理异物:彻底清理齿轮箱内的异物,包括金属粉尘、灰尘等,以保证齿轮箱的正常运转。
7.组装齿轮箱:将清洗过的齿轮、轴承重新组装到齿轮箱内,并按照正确的工装和顺序进行安装,最后紧固螺栓,确保齿轮箱的完整性和稳定性。
8.完善润滑系统:重新注入适量的润滑油,并确保油封的良好密封,防止油漏。
总结:对于风力发电机组的齿轮箱故障分析及检修分解,需要细致入微地检查齿轮、轴承、油封和异物等情况,及时进行更换和清理。
只有确保齿轮箱的正常运转,才能保证风力发电机组的高效工作。
近年来随着风电机组单机容量的不断增大,以及风电机组的投行时间的逐渐累积,由齿轮箱故障或损坏引起的机组停运事件时有发生,由此带来的直接和间接损失也越来越大,维护人员投入相关工作的工作量也有上升趋势。
这就促使越来越多的风电场开始加强齿轮箱的日常监测和定期保养工作。
以我场为例:2000至2002年由于齿轮箱故障或损坏导致的直接电量损失年均约15万kwh,占非常规维护工作量的40%以上。
由于并网型风电机组起停较为频繁,叶轮本身转动惯量又很大,大中型风电机组的叶轮转速一般都设计在20-40转/分,机组容量越大,叶轮直径越长,转速相对就越低,为满足异步双速电机的工作条件,在叶轮和发电机之间就需要装设齿轮箱增速。
由于机舱尺寸的限制,大型风电机组的机械传动系统一般都沿机舱轴线布置,齿轮箱也从以前多级正齿或斜齿齿轮箱而改为更多采用结构紧凑的行星齿轮箱。
随着大型风电机组采用的齿轮箱传递扭矩增大,结构更加紧凑、复杂,对风电机组维护检修人员的要求也不断提高。
1. 日常保养和定期保养维护1. 1日常保养风电机组齿轮箱的日常保养内容主要包括:设备外观检查、润滑油位检查、电气接线检查等。
具体工作任务包括:运行人员登机工作时应对齿轮箱箱体表面进行清洁,检查箱体及润滑管路有无渗漏现象,外敷的润滑管路有无松动,由于风电机组振动较大,如果外敷管路固定不良将导致管路接头密封损坏甚至管路断裂。
此外,还要注意箱底放油阀有无松动和渗漏,避免放油阀松动和渗漏导致的齿轮油大量外泄。
由油标尺或油位窗检查油位及油色是否正常,发现油位偏低应及时补充。
若发现油色明显变深发黑时,应考虑进行油质检验,并加强机组的运行监视。
遇有滤清器堵塞报警时应及时检查处理,在更换滤芯时应彻底清洗滤清器内部,有条件最好将滤清器总成拆下在车间进行清洗、检查。
安装滤清器外壳时应注意对正螺纹,均匀用力,避免损伤螺纹和密封圈。
检查齿轮油位油位、温度、压力、压差、轴承温度等传感器和加热器、散热器的接线是否正常,导线有无磨损。
风力发电机主轴轴承失效分析摘要:近年来,随着我国整体经济建设的快速发展,人们生活水平和生活质量的不断提高,使得我国对于能源的需求越来越大。
我国风电行业比较严重和普遍存在的问题是大型双馈型风力发电机主轴轴承的磨损,已成为风力发电机组研发和重点排除的故障。
关键词:风力发电机;主轴轴承;失效分析引言:时代的进步,科技的发展使我国各行业发展非常迅速,推动我国提前进入现代化发展阶段。
风力发电机组中主轴连接轮毂和齿轮箱,是低速重载轴承,可靠性方面要求较高,也极易出现故障。
为了解决故障多发现象,需要系统的对现场轴承运转状况及失效形式进行分析和研究。
1以双馈异步低温型风电机组为例进行说明以某风电场为例,安装了100套1.5MW双馈异步低温型风电机组,其单机容量为1.5MW,总装机容量为15万kW。
2风电轴承常见问题分析目前问题概况:从风机轴承运行情况来看,各类轴承在运行过程中的问题集中体现在:过载、疲劳导致保持架、内外圈出现断裂或剥落现象;润滑性能不好、游隙不合理导致的滚动体、滚道,出现磨损、擦伤现象;过热导致轴承游隙过小,出现咬死现象;保护、维护不当,导致锈蚀、磕碰等现象,图一。
图一3主轴轴承在正常情况下失效的主要原因1)兆瓦级风力发电机的主轴轴承用的是双列调心滚子轴承,它必须承受轴向和径向的载荷,所以出现故障次数也比较多。
这是因为具有较大的间隙的双列调心滚子轴承,上风向侧的轴承承受较小的载荷,而下风向轴承要承受很多径向载荷和轴向力,这导致滚子过度滑动,如果润滑不良会导致材料腐蚀并剥落,使座圈,滚子和保持架受力不均出现变形的情况,导致座圈和轴承座之间出现不协调,引起常见故障,如位移和卡住。
2)在设计新的传动系统时,很少使用调心轴承作为主轴轴承。
一般建议使用圆锥滚子轴承,其有很强的径向和轴向承载力,通过预紧可以均匀地加载滚轮,滚轮不易滑动摩擦。
然而,在装置过程,由于安装精度和技术要求,轴承间隙如果调整不当会导致半干滚动摩擦,就会导致轴承失效。
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析随着风电电机组的发展,齿轮箱已经成为了风电机组中最重要的部件之一。
齿轮箱主要用于将风机转速提高到发电机同步转速,并保证风电机组稳定运行。
在风电机组中,高速轴承是齿轮箱中最易受损的部件。
高速轴承振动是齿轮箱故障的典型表现之一,因此对高速轴承振动的应用分析具有重要的实际意义。
高速轴承振动通常由轴承失效或系统不稳定所引起。
轴承失效包括裂纹、疲劳、磨损和卡死等现象。
相对于其他类型的轴承,高速轴承的失效时间可能相对较短,而且需要进行更加频繁的维护。
系统不稳定则可能是由于齿轮箱内部的不平衡引起的,也可能是由于外部的环境变化所造成的。
系统不稳定会导致轴承中出现旋转现象,从而增加摩擦力,引起轴承的过热损坏。
对高速轴承振动的应用分析主要包括以下两个方面:首先需要对高速轴承的内部状态进行监测。
常用的监测方法包括加速度计、振动传感器和温度传感器等。
其中,振动传感器是最常用的一种,通过振动传感器可以实时监测轴承内部的振动情况。
通过振动信号分析,可以确定轴承内部是否存在异常振动,从而预测轴承故障的可能性。
此外,还可以通过温度传感器监测轴承的温度,因为轴承的过热可能是由摩擦产生的,过热的轴承会加速磨损和损坏,因此通过温度监测可以及时发现轴承的过热情况。
其次需要对齿轮箱系统的运转状态进行分析。
齿轮箱系统的运转状态包括齿轮的传递状态和齿轮箱内部的平衡状态。
在齿轮传递状态中,需要检测齿轮传递过程中的噪声,以及齿轮的可靠性和传递效率。
在齿轮箱内部的平衡状态中,需要检测齿轮箱内部的振动状况,并通过一定的调整措施来保证齿轮箱的平衡。
另外,在系统运转过程中需要注意环境变化,如风速、温度、湿度等因素的影响。
总之,高速轴承振动的应用分析对于维护风电机组的正常运行具有重要的意义。
准确地监测轴承状态和齿轮箱的运转状态,可以帮助维护人员及时发现故障并做出相应的措施,保证风电机组的稳定运行。