齿轮箱的维护与故障分析

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1、齿轮箱维护和故障分析概述风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组成。其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。所以，对海阳、莱州、开发区风场齿轮箱故障现象统计如下表：齿轮箱故障现象风扇故障润滑压力低前、后轴承漏油空心管漏油高速轴轴颈渗油润滑油温度高油泵故障清洗滑环液压站压力无法保压压油压力低液压泵液压低发电机轴承2温度高液压油位底风机油缸损坏风机齿轮箱油位低次数3312

2、22413332108211从上表中得出结论，我们风场风机齿轮箱的故障主要是在润滑系统、液压系统和齿轮的损坏三大方面。齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精度等原因是其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩擦，这都会产生一定的热量。如果这些热量在它们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最后导致高温烧毁齿轮和轴承。因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。所以润滑油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。对于风电齿轮箱，对于所有

3、的齿轮和轴承我们都要采用强制润滑。因为强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是监控不了的。从安全性考虑采用强制润滑。一、风电齿轮的损坏类型及其判断下表为齿轮轮齿的主要故障形式及其原因编号主要故障形原因1局部断齿1.疲劳2.过载3.冲击2磨损1.过载2.润滑剂不洁3点蚀1.齿面硬度低2.过载3.载荷不均4胶合1.供油不良2.齿轮精度低3.温度过高4.齿面硬度低5齿根疲劳裂纹1.疲劳2.过载3.齿根圆角处热处理或加工缺陷1、断齿根据裂纹扩展的情况和断齿原因断齿包括过载折断（包括冲击折断）疲劳折断以及随机断裂等断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。疲劳折断发生从危险截面（如

4、齿根）的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力，造成瞬时折断其根本原因是轮齿在过高的交变应力重复作用，在疲劳折断处，是贝状纹扩展的出发点并向外辐射产生的原因有很多。主要是材料选用不当，齿轮精度过低，热处理裂纹，磨削烧伤，齿根应力集中等等因此在设计时需要考虑传动的动载荷谱，优选齿轮参数，正确选用材料和齿轮精度，充分保证加工精度消除应力集中集中因素等等。过载折断总是由于作用在轮齿上的应力超过其极限应力，导致裂纹迅速扩展，常见的原因有轴承损坏突然冲击超载轴弯曲或较、大硬物挤入啮合区等断齿断口有两种形式一种呈放射状花样的。裂纹扩展区，

5、一种是断口处有平整的塑性变形，断口副可以拼合仔。细检查可看到齿面精度太差，材质的缺陷，轮齿根部未作精细处理等在设计中应采取必要的措施，充分考虑预防过载因素安装时防止箱体变形，防止硬质异物进入箱体内等等。2、磨损齿轮的磨损部位主要是齿的啮合和渐开线工作面以及齿轮两端平面，磨损是描述自轮齿接触表面上损耗掉金属的通用术语磨。损一般包括四种第一种是正常的磨损或磨光它是由接触表面上的。金属以一定的速率缓慢的损耗在齿轮的预期寿命内它对正常的使。用将不影响第二种是中度磨损，它可能产生于重负荷的轮齿是金属的较快的损耗该种磨损一定产生破坏,也会降低使用寿命,。并可能加大噪

6、音第三种则是破坏性磨损，它是齿面的损伤损坏或。由于磨损而造成齿廓的变化以至于达到非常严重的程度,显著的降低齿轮的寿命,平稳性也将受到破坏第四种是磨料性磨损，它是角于在轮齿的啮合中进入细颗粒而引起损坏这种颗粒可能是来自铸造后遗留的砂或片落，齿轮箱中未清除的污物,油中或空气中的杂质以及轮齿表面或轴承剥下的金属颗粒。3.点蚀在交变的接触应力多次反复作用下，在齿面接线附近，会出现若干小裂纹，封闭在裂纹中的润滑油，在压力作用下，产生锲挤作用而使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而行成麻点状凹坑，形成齿面疲劳点蚀。其原因有齿面硬度低和过载以及载荷不均。防止失效的措施是

7、提高齿面硬度和采用正角度变位传动和提高润滑油的粘度。4.齿面胶胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜受到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上的金属的现象。对于重载和高速齿轮的传动，一旦润滑条件不良，由于齿面工作区温度很高，齿面间的油膜就会受到影响甚至会消失，长时间工作之后，一个齿面的金属会熔焊在与之啮合的另一个齿面上，这样就会在齿面上形成垂直于节线的划痕状胶合，适当改善润滑条件和及时排除干涉起因,调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。5.齿根疲劳裂纹疲劳裂纹的产生是由于齿轮在实际啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，从而产生脉动载荷，进

8、而产生剪应力，这种力使齿轮表面层深处产生脉动循环变化使齿轮表面层深处产生脉动循环