风电机组齿轮箱

风力发电机组齿轮箱故障诊断1. 引言1.1 背景介绍齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分，承担着转动力传递和速度变换的功能。

由于长期运行和恶劣环境条件的影响，齿轮箱容易出现各种故障，影响发电机组的正常运行和发电效率。

及时准确地诊断齿轮箱故障尤为重要。

随着风力发电技术的飞速发展，齿轮箱故障诊断技术也在不断创新和完善。

通过对齿轮箱故障进行精确诊断，可以有效提高风力发电机组的运行可靠性和安全性，降低运维成本，延长设备寿命，最大限度地实现风能资源的利用。

本文旨在对风力发电机组齿轮箱故障诊断方法进行概述，探讨常见的齿轮箱故障特征，介绍故障诊断技术和原理，分析振动信号分析方法和温度监测技术的应用，并总结齿轮箱故障诊断的重要性和未来发展趋势。

希望通过本文的研究，为风力发电行业的技术进步和发展贡献一份力量。

1.2 研究目的研究目的：本文旨在探讨风力发电机组齿轮箱故障诊断的方法与技术，提供有效的故障诊断方案，为风力发电行业提供更加可靠、高效的运维保障。

通过对常见齿轮箱故障特征、故障诊断技术及原理、振动信号分析方法、温度监测技术等方面进行综合分析与研究，旨在提高齿轮箱故障的预警能力，减少故障带来的损失和影响，保障风力发电机组的安全稳定运行。

本研究还将探讨齿轮箱故障诊断的重要性，展望未来发展趋势，为该领域的深入研究和技术创新提供参考和借鉴。

通过本文的研究成果，期望能够为风力发电行业提供更加科学、可靠的齿轮箱故障诊断解决方案，推动行业的持续发展与进步。

1.3 研究意义风力发电机组在风能资源利用中起到至关重要的作用。

齿轮箱作为风力发电机组的核心部件之一，其故障诊断对于发电机组的正常运行至关重要。

研究齿轮箱故障诊断技术可以帮助提前发现和解决齿轮箱的故障问题，保障风力发电机组的运行稳定性和有效性。

齿轮箱故障诊断的研究意义主要体现在以下几个方面：在风力发电行业中，齿轮箱故障是一种常见的故障类型，及时准确地诊断齿轮箱故障可以有效降低故障率，延长齿轮箱的使用寿命，减少维修成本，提高发电效率；齿轮箱故障一旦发生，可能会导致整个风力发电机组的停机维修，给发电厂和电网带来损失，影响电力供应的稳定性，因此研究齿轮箱故障诊断技术对于保障电力供应的可靠性具有重要意义；齿轮箱故障诊断技术的研究也可以促进风力发电行业技术的进步和发展，推动我国清洁能源产业的发展。

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。

风电齿轮箱测试国标风电齿轮箱测试国标风电齿轮箱，作为风电机组的核心部件之一，其运行状态直接影响着整个风电机组的性能和寿命。

由于其工作环境的复杂性，以及其运行时受到的振动、冲击等多种因素的影响，以往使用的国内外标准已经不能够完全满足实际要求。

为此，中国在2019年发布了《风电齿轮箱振动、噪声、温升、油液等测试规范》，即风电齿轮箱测试国标，经过多次论证和更新，已成为风电齿轮箱测试的标准之一。

该标准规定了风电齿轮箱的测试方法和要求。

其中，振动测试是风电齿轮箱测试的重中之重。

该标准规定，在测试的各个频段内，各个测点的振动参数的上限和下限，以及其测量和分析时间，以确保能够充分反映出齿轮箱的振动情况。

同时，该标准还规范了齿轮箱的噪声测试、油液测试和温升测试等参数的测试方法。

在这些参数的测试中，必须严格按照标准规定的测试流程和测试设备进行测试，从而确保测试的准确性和可靠性。

在运行状态下，风电齿轮箱还受到风速、温度、湿度、气压等因素的影响，因此在测试前还需先对拟测试风电齿轮箱所在的区域环境进行监测和测试。

这是风电齿轮箱测试流程的一个非常重要的环节。

只有通过对环境因素的测试和分析，才能够准确地评估和分析风电齿轮箱的运行状态和整体性能。

风电齿轮箱测试国标的制定和实施，为风电齿轮箱的安全使用、运行维护和更新换代提供了坚实的技术依据。

该标准的出台，有助于落实可再生能源的可持续发展理念，为保障我国能源安全做出贡献。

总之，风电齿轮箱测试国标的制定和实施，对于提高风电机组的运行效率和可靠性，保障风电行业的可持续发展至关重要。

各相关企业和机构应该高度重视该标准，按照其要求，将其纳入到自身的技术规范和质量管理中，从而不断提升产品的品质和竞争力。

同时，还需要进一步完善和优化该标准，以适应未来风电行业的发展需求。

1.5MW 风电齿轮箱操作维护手册大连重工·起重集团通用减速机厂目录1.用途与结构 22.辅助装置 33.性能参数 64.安装85.运行前的准备工作96.起动107.运行118.常见故障原因分析与处理方法139.维护1510.运输、储存1611.安全防护1712.易损件明细1813.附件1 润滑系统14.附件2 恒温开关15.附件3 电阻温度计16.附件4 加热器1.用途与结构该齿轮箱用于PWE1570/1577 型风力发电机，其用途是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并通过齿轮箱齿轮副的增速作用使输出轴的转速提高到发电机发电所需的转速。

齿轮箱由两级行星和一级平行轴传动以及辅助装置组成。

为了传动平稳和提高承载能力，齿轮采用斜齿并精密修形，外齿轮材料为渗碳合金钢，内齿轮为合金钢，一级行星架采用高合金铸钢材料，二级行星架和箱体采用高强度抗低温球墨铸铁。

主轴内置于增速机，与第一级行星架过盈连接。

齿轮箱通过弹性减震装置安装在主机架上。

齿轮箱的轴向空心孔用于安装控制回路电缆。

具体结构见图1。

图12 辅助装置2.1 润滑供油系统：润滑供油系统由泵-电机组、过滤器、阀及管路等组成，用于润滑系统所需的压力和流量，并控制系统的清洁度。

其工作原理见图2。

油泵上的安全阀设定压力为10bar,以防止压力过高损坏系统元件。

当润滑油温度低或当过滤器滤芯压差大于 4bar 时，滤芯上的单向阀打开，液压油只经过50μ的粗过滤；当温度逐渐升高，滤芯压差低于4bar 时，液压油经过10μ和50μ两级过滤。

无论何种情况，未经过滤的液压油决不允许进入齿轮箱内各润滑部位。

当油池温度低于30°C时，过滤器的压差发讯器报警信号无效；而当油池温度超过30°C时，当压差达到 3 bar 时，此时报警信号才有效，必须在两天内更换清洁的滤芯。

图22.2 风冷却器：用于冷却齿轮箱的润滑油。

该风冷却器由电机、高性能轴向风扇、散热片和温控阀、旁通阀组成。

风电机组齿轮箱高温故障及处理分析摘要：齿轮箱是风电机组的重要组成部分，齿轮箱工作质量对风电机组运行工况、风电场综合效益造成深远影响。

目前来看，在风电机组运行期间，受到复杂环境、部件老化等因素影响，齿轮箱高温故障时有出现，影响风电机组正常运行。

鉴于此，本文以风电机组齿轮箱高温故障作为切入点，深入探讨故障问题形成原因，从多个方面针对性提出故障处理措施。

旨在有效预防齿轮箱高温故障，实现风电机组平稳运行目标，为风机运行管理工作的开展提供参考。

关键词：风电机组；齿轮箱；高温故障；处理措施1 风电机组齿轮箱高温故障的形成原因1.1 润滑油分配不均在风电机组运行期间，需要使用到大量的润滑油，润滑油通过油路从集油分配器内流经齿轮箱，再从箱体出来进行分流处理，分别向前轴承、后轴承部位供油，起到降低齿轮箱摩阻值、降温冷却的效果。

然而，根据实际运行情况来看，润滑油分流后，受到齿轮箱进口油温、压力等因素影响，油体运动黏度大幅提升，在支管路内流动时会产生明显阻力，进而导致齿轮箱前轴承、后轴承流量分配不均，最终因润滑油不足而无法持续吸收齿轮箱运行期间释放的热量，出现高温故障。

同时，在风电机组维护保养工作不及时的情况下，润滑油内夹杂的铁屑等杂质会在管路内沉积，随着时间推移，逐渐出现管路堵塞情况，润滑油无法顺利流入齿轮箱和向前后轴承供油，这同样会引发齿轮箱高温故障出现。

1.2 温控阀失效温控阀是由温度感应组件、阀体、阀芯和调节弹簧组成，阀的开启和关闭过程是一个弹簧力与温度感应介质的膨胀力的力平衡过程。

调节弹簧是自力式温度控制中的重要组件，其性能的优、劣直接影响到阀瓣的提升和回位，由于受到交变载荷的作用，其性能参数的设计就显得更为重要。

温控阀有着先天的热滞后性，滞后性加重是其失效前期的征兆，温包在感温中存在热滞后性；定值弹簧最初值给定有偏差；温包密封性差、破损或泄漏都会导致温控阀失效。

1.3 齿轮油品质不达标齿轮油是在石油润滑液中添加极压抗磨剂等组分制成的一种润滑剂，其质量是影响齿轮运行的重要因素。

风电机组齿轮箱故障分析报告一、引言随着全球对清洁能源的需求不断增长，风力发电作为一种可再生、清洁的能源形式，得到了广泛的应用和发展。

风电机组是风力发电系统的核心设备，而齿轮箱作为风电机组的关键部件之一，其运行状态直接影响着整个风电机组的性能和可靠性。

然而，由于风电机组运行环境恶劣、工况复杂，齿轮箱容易出现各种故障，给风电场的运行和维护带来了巨大的挑战。

因此，对风电机组齿轮箱故障进行深入分析，找出故障原因，提出有效的预防和维护措施，对于提高风电机组的可靠性和经济性具有重要意义。

二、风电机组齿轮箱的结构和工作原理（一）结构风电机组齿轮箱通常由行星齿轮系、平行轴齿轮系、箱体、轴承、润滑冷却系统等组成。

行星齿轮系具有体积小、承载能力大、传动比大等优点，常用于风电机组齿轮箱的高速级；平行轴齿轮系则用于低速级，以实现最终的输出扭矩。

（二）工作原理风电机组的叶片在风力的作用下旋转，通过主轴将扭矩传递给齿轮箱。

齿轮箱通过各级齿轮的传动，将转速逐渐提高或降低，以满足发电机的转速要求，同时将扭矩传递给发电机，实现机械能到电能的转换。

三、风电机组齿轮箱常见故障类型（一）齿轮故障1、齿面磨损齿面在长期的啮合过程中，由于摩擦和润滑油中的杂质等因素，会导致齿面磨损。

轻度磨损会影响齿轮的传动精度，严重磨损则会导致齿轮失效。

2、齿面胶合在高速、重载和润滑不良的情况下，齿面接触区温度过高，导致润滑油膜破裂，两齿面金属直接接触并相互粘连，形成齿面胶合。

3、齿面点蚀齿面在反复的接触应力作用下，会产生疲劳裂纹，裂纹扩展后形成点蚀坑。

点蚀会降低齿轮的承载能力，严重时会导致齿轮折断。

4、轮齿折断轮齿在承受过大的载荷或存在制造缺陷时，会发生折断现象，导致齿轮箱无法正常工作。

（二）轴承故障1、疲劳剥落轴承在长期的交变载荷作用下，滚道或滚动体表面会产生疲劳裂纹，裂纹扩展后形成剥落坑。

2、磨损轴承在工作过程中，由于润滑不良、异物侵入等原因，会导致滚道和滚动体表面磨损。

风电机组齿轮箱故障分析及改进措施【摘要】我国风电企业正努力实现风力发电技术装备国产化, 推动我国风力发电技术大规模商业化发展。

齿轮箱作为风电机组的核心部件, 对机组质量起到至关重要的作用, 及早地发现齿轮箱的早期故障以及尽快找到齿轮箱故障原因, 采取相应的措施, 对避免发生重大人身、设备伤亡事故有着十分重要的意义。

【关键词】风电机组齿轮箱故障改进措施风电机组一般安装在荒郊野外、山口、海边等偏远地区，增速箱、发电机等部件又安装于距地面几十米高度的狭小的机舱内，因为机舱空间有限、环境恶劣、交通不便，齿轮箱一旦出现故障，修复十分困难。

如果齿轮箱出现故障后不能在塔上维修须下塔处理的话，维修费用较高，且整个维修周期较长，将严重影响风电场的经济效益。

因此减小风电齿轮箱出现故障的几率，提供风电齿轮箱易维护性，将是风电齿轮箱设计及运行维护中需重点考虑的问题。

一、风电机组齿轮箱运行现状近年来随着风电机组单机容量的不断增大,以及风电机组的投运时间的逐渐累积, 由齿轮箱故障引起的机组停运事件时有发生。

风机停止工作, 一是机器有效运行时间降低, 发电量减少; 二是风机停止发电, 会加大风力发电的波动性, 增加并网难度; 还有就是厂商要派遣专业维修人员进行维修, 如果故障严重, 还要动用大型起吊工具, 这会给厂商造成巨大的经济损失。

因此, 对齿轮箱故障进行正确的早期预警, 以及发生故障后能够迅速查找到故障源, 进行正确的故障处理, 尽快恢复机组运行是非常有必要的。

二、电机组齿轮箱特征频率的计算风力发电机组齿轮箱有三种类型：低速直接驱动采用无增速齿轮箱；混台驱动采用一级齿轮传动；高速驱动有多缓齿轮箱。

由于兆瓦级风力发电机叶片的直径较千瓦级的更大，转速更低，要求齿轮箱的增速比更高，所阻兆瓦级风力发电机齿轮箱大多采用多级齿轮结构，其典型结构简单如下图所示，第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮，第二和第三级为平行轴圆柱齿轮。

由于结构、运行特性的不同，各零部件有不同的特征频率，比如固有频率。

风电机组齿轮箱介绍一、背景介绍风力发电是一种清洁能源，近年来得到了广泛的关注和应用。

而风电机组作为风力发电的核心设备之一，其齿轮箱作为传动装置，承担着将风轮旋转产生的动能转化为电能的重要任务。

因此，齿轮箱的性能和可靠性对于整个风电机组的运行稳定性和经济效益具有至关重要的影响。

二、齿轮箱基本结构齿轮箱是由输入轴、输出轴、油泵系统、润滑系统、冷却系统等组成，其中最主要的部分是由齿轮副组成。

通常情况下，齿轮箱采用多级斜齿轮传动结构或行星式减速器结构。

在多级斜齿轮传动结构中，输入端与输出端均采用斜齿轮副实现传动，在行星式减速器结构中，则采用行星架与内外啮合行星齿轮实现传动。

三、齿轮材料选择由于风力发电场所处环境恶劣，风电机组长期工作在高温、低温、高湿度和强风等恶劣环境下，因此齿轮箱的材料选择至关重要。

目前，常用的齿轮材料包括合金钢、低碳合金钢、铸铁等。

其中，合金钢具有高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性能好等优点，但是其成本较高；低碳合金钢则具有良好的可焊性和耐磨性，但是其强度和硬度相对较低；铸铁则具有成本低、加工性好等优点，但是其强度和硬度较差。

因此，在实际应用中需要根据不同情况选择不同的齿轮材料。

四、齿轮箱润滑系统齿轮箱润滑系统主要由油泵系统和润滑油路组成。

油泵系统主要负责将润滑油从储油罐中抽取并送到齿轮箱内部进行润滑；而润滑油路则负责将润滑油分配到各个部位进行润滑。

在实际应用中，通常采用循环式润滑系统或者静压式润滑系统。

循环式润滑系统的优点是结构简单、成本低，但是其润滑效果相对较差；而静压式润滑系统则具有润滑效果好、噪音小等优点，但是其结构复杂、成本较高。

五、齿轮箱故障原因及处理方法在实际使用中，齿轮箱可能会出现以下故障：齿轮损伤、轴承损坏、油泵故障等。

其中，齿轮损伤是最常见的故障之一，其原因主要有：过载、疲劳、腐蚀等。

处理方法包括更换齿轮副或者进行修复加固；而轴承损坏的原因主要有：过载、磨损等。

处理方法包括更换轴承或者进行修复加固；油泵故障的原因主要有：堵塞、漏油等。