風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱軸承故障分析與解決方法

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪箱是重要的組成部分，而軸承是直接決定齒輪箱能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵的裝置。由于軸承長(zhǎng)期處在滾動(dòng)的狀態(tài)下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組無(wú)法正常地運(yùn)行，嚴(yán)重情況會(huì)損害電網(wǎng)的使用壽命。引發(fā)軸承出現(xiàn)故障的原因，主要是軸承點(diǎn)蝕、高溫或者軸面磨損等情況組成。本文圍繞風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱軸承故障診斷探析展開討論，為解決齒輪軸承出現(xiàn)的故障采用的方法提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；齒輪箱；軸承；振動(dòng)；故障診斷

齒輪箱中軸承具有傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩以及變速等功能，一旦軸承出現(xiàn)故障，會(huì)嚴(yán)重影響齒輪箱的正常使用。若齒輪出現(xiàn)故障，其中 60% 的原因是由于齒輪失效引發(fā)的?，F(xiàn)階段對(duì)齒輪箱出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷時(shí)，會(huì)采用振動(dòng)法、油液分析法以及混沌診斷識(shí)別法。齒輪箱進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)，齒輪箱內(nèi)的組成部分，包括軸、齒輪以及軸承等零件，都會(huì)處在振動(dòng)的狀態(tài)，受到振動(dòng)的影響，軸承會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕情況，或者由于高溫、軸面磨損等，導(dǎo)致軸承無(wú)法繼續(xù)工作，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組正常的運(yùn)行。

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巷道內(nèi)煤粉與巖石雜質(zhì)混入軸承引發(fā)損壞

1.1軸承損壞原因

掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行截割作業(yè)時(shí)，三油楔軸承原理，一旦截部裝設(shè)的密封件發(fā)生失效，易引發(fā)煤粉混入掘進(jìn)機(jī)截割部軸承，終造成軸承磨損損壞。掘進(jìn)機(jī)截割部外層密封是位于截割部與截連接處的密封，此密封件直接面對(duì)的是外部工作環(huán)境，因此容易損壞。掘進(jìn)機(jī)截割部在進(jìn)行煤巖截割作業(yè)時(shí)，密封件連接處縫隙易擠入煤粉，這些煤粉會(huì)迫使密封件發(fā)生變形，終對(duì)實(shí)際密封效果造成影響[2]。同時(shí)在截進(jìn)行旋轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，在無(wú)法保證同軸度的情況下，進(jìn)入此處密封內(nèi)部的雜質(zhì)會(huì)非常多，易嚴(yán)重磨損密封，長(zhǎng)此以往易造成密封失效。掘進(jìn)機(jī)截割部?jī)?nèi)的第二道密封為浮動(dòng)密封，當(dāng)截割部外層密封損壞后，掘進(jìn)煤粉會(huì)大量進(jìn)入浮動(dòng)密封，使浮動(dòng)密封產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，終密封作用失效。一旦浮動(dòng)密封無(wú)法起到密封作用后，煤粉會(huì)迅速混入軸承，軸承開始產(chǎn)生磨損，起初在煤粉磨損的作用下，軸承滾動(dòng)體與內(nèi)外圈接觸處會(huì)產(chǎn)生細(xì)微槽痕，久而久之產(chǎn)生的槽痕會(huì)越來(lái)越大，易造成軸承各部件間配合不緊密，配合游隙增大，旋轉(zhuǎn)精度不達(dá)標(biāo)，軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)、出現(xiàn)噪聲，同時(shí)溫度也會(huì)升高，終使軸承無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)生損壞。

1.2預(yù)防措施

在設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)截割部時(shí)應(yīng)把截割部與截連接處密封腔設(shè)計(jì)為易更換結(jié)構(gòu)，這樣更宜于工作人員在井下時(shí)間更換密封件；可通過加大此處密封密度，如并排使用多道密封等措施，以確保密封效果更佳，使用時(shí)間更長(zhǎng)；選用的密封件應(yīng)為特殊耐磨材料制造，以便更耐磨。另外，用戶應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)密封使用說(shuō)明來(lái)維護(hù)保養(yǎng)密封件，當(dāng)密封件達(dá)到使用壽命后，應(yīng)及時(shí)更換，以確保實(shí)際密封效果達(dá)標(biāo)。

軸承參數(shù)壽命

在一定載荷作用下，軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)，稱為軸承壽命。

滾動(dòng)軸承之壽命以轉(zhuǎn)數(shù)（或以一定轉(zhuǎn)速下的工作的小時(shí)數(shù)）定義：在此壽命以內(nèi)的軸承，應(yīng)在其任何軸承圈或滾動(dòng)體上發(fā)生初步疲勞損壞（剝落或缺損）。然而無(wú)論在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或在實(shí)際使用中，都可明顯的看到，三油楔軸承圖片，在同樣的工作條件下的外觀相同軸承，實(shí)際壽命大不相同。此外還有數(shù)種不同定義的軸承“壽命”，三油楔軸承間隙測(cè)量，其中之一即所謂的“工作壽命”，它表示某一軸承在損壞之前可達(dá)到的實(shí)際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致，而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。

為確定軸承壽命的標(biāo)準(zhǔn)，把軸承壽命與可靠性聯(lián)系起來(lái)。

由于制造精度，三油楔軸承，材料均勻程度的差異，即使是同樣材料，同樣尺寸的同一批軸承，在同樣的工作條件下使用，其壽命長(zhǎng)短也不相同。若以統(tǒng)計(jì)壽命為1單位，長(zhǎng)的相對(duì)壽命為4單位，短的為0.1-0.2單位，長(zhǎng)與短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產(chǎn)生點(diǎn)蝕，所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時(shí)數(shù)稱為軸承額定壽命 [1]  。

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