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在风力发电机组传动系统中,齿轮箱是重要的组成部分,而轴承是直接决定齿轮箱能否正常运转关键的装置。由于轴承长期处在滚动的状态下,经常会出现故障导致发电机组无法正常地运行,严重情况会损害电网的使用寿命。引发轴承出现故障的原因,主要是轴承点蚀、高温或者轴面磨损等情况组成。本文围绕风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断探析展开讨论,为解决齿轮轴承出现的故障采用的方法提供参考依据。关键词:风力发电机;齿轮箱;轴承;振动;故障诊断
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。
轴承故障损伤根源分析:
轴承是大部分设备的部件,一旦轴承失效,设备就会停止,找到根源以避免事故再次发生就显得尤为重要。实际上,轴承一旦受损,它就会逐渐恶化直到无法工作,那时故障发生的所有证据可能都被破坏了。
如图2 揭示了损伤从小到大的整个过程,外部颗粒(污染物)进入轴承,运动中产生凹痕(污染物被压入滚道)。凹痕边缘会升高,所以凹痕看起来像个坑。滚道局部几何形状发生改变,错位轴承价格,使得这个区域无法形成良好油膜把接触表面分离开来,结果造成材料疲劳。是表面出现裂缝,是受损区域剥落,随着继续运转,剥落不断加剧。到后来,受损区域变得如此之大,的受损点(即凹痕)完全消失。此时对受损轴承进行检查,已很难发现问题的根源:即可能由于密封不好致使污染物进入轴承。
风力发电机组传动系统结构诊断
目前,发电机和机械传动系统是组成风力发电机系统重要的组成部分,并且承担稳定发电机组正常运行的功能。而在风力发电机组内,齿轮箱、发电机以及轴承在振动状态下,会频繁地出现故障,尤其是轴承易出现点蚀、轴面磨损等故障,而且在高温的环境中,会缩短齿轮的使用寿命。此外,作为风力发电机组提供动能的关键设备,齿轮箱、轴承以及联轴器等零件,都会受到不同程度荷载的冲击,在不同荷载作用下,极易导致传动系统出现故障。
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