案例分析-齿轮箱高速轴

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1、风力发电机振动异常的案例分析北京海诚信丰科技有限公司吴剑服务&振动分析工程师1.案例据现场工程师解说，此风机在并网发电时，噪音异常，振动异常，整个风机包括塔筒和地基都随着风机振动。振动测试开始，现场条件：温度23ºC，风速4到7米/秒。风机空载1000转运行测量，总共测试10测点，分别为：主轴承，齿轮箱低速轴发电机端轴承座竖直方向和水平方向，中间轴和高速轴轴向，高速输出轴竖直和水平方向，发电机前端轴承，后端轴承，以及高速轴发电机端轴承座的加速度轴心轨迹。由于之前轴承压盖和高速轴的已经存在磨损，刹车盘以及刹车片都已重新更换，但是振动依然很强烈。根据所测的频谱图可以看出，振

2、动源主要是齿轮箱高速轴传出的，通过高速输出轴加速度轴心轨迹的测量更加确定问题就是高速轴的问题。在提供振动分析报告后，现场工作人员，将高速轴拆开，发现轴已经出现裂纹，在更换高速轴后，振动正常。2.风机状态这台风机正处于调试阶段，调试时出现振动异常现象，据现场工程师叙述，此前风机高速输出端出现问题：刹车盘磨损，刹车片磨损，高速输出轴轴承压盖磨损异常。此后在现场工程师的共同协助下，对风机进行了一系列的处理，包括：刹车盘和刹车片更换，并重新对中（发电机端与齿轮箱高速轴），轴承压盖内侧用车床车掉几丝，以保证输出轴与压盖不摩擦。图1磨损的轴承压盖图2磨损的高速输出轴3.测量准备阶段

3、3.1数据库本数据库是由我公司工程师经过多年的经验积累，已经成功的应用到多个案例当中。图3数据库数据库解析：本数据库把各个要测量的点都罗列出来，并根据每个测量的不同要求设立了不同的测量任务。例如高速轴竖直方向，我们设定了1015振动总振值，1016速度频谱，1018时域波形，1021轴承包络图，1019加速度频谱以及临时测量的加速度轴心轨迹。3.2现场此次测量是在不并网发电低转速的情况下进行的，原因：1．业主不允许这样做，因为上次并网测试，振动极大，整个塔架和塔架地基都在剧烈振动，担心会造成事故。2．业主担心设备的运行会造成2次伤害，由于此风机即将要交付业主，他们担心剧

4、烈振动会造成其他部件的损坏，例如发电机，塌架，基础。3．我公司本着安全第一的原则，在不并网低转速的情况下进行测量，其结果是可行的。因为并不并网发电和高低速运行，只是在故障信号的大小上有区别，我们所要做的就是，只要能发现故障的根源在哪里。根据以上几点，我们做出决定：测量在1000转空载的情况下进行。4.测量结果与数据分析4.1主轴承的测量v[mm/s]turbine01mainbearingMBRvertical1127SDIC_Overallvelocity>1201.00.80.60.40.20.02008-9-242008-9-242008-9-242008-

5、9-242008-9-242008-9-242008-9-242008-9-242008-9-242008-9-242008-9-2414:23:2014:23:2214:23:2414:23:2614:23:2814:23:3014:23:3214:23:3414:23:3614:23:3814:23:40datearms[m/s2]turbine01mainbearingMBRvertical1123SDIC_bearing_envelope<120rpm2008-9-2414:25:260.00080.00060.00040.00020.0000010203

6、0405060708090100110120130140150160170180190200f[Hz]v[mm/s]turbine01mainbearingMBRvertical1119SDIC_machinetimesignal<1202008-9-2414:25:461.00.50.0-0.5-1.0010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000t[ms]图4主轴承的总振值，包络和时域波形主轴承的总振值RMS为0.39mm/s，包络和时域波形也没有明显的故障表现。

7、4.2低速轴发电机端的分析arms[m/s2]turbinexyzgearboxlowspeedstagerotorsideGBXM234LSSvertical1034DICEnvelopeSpectrumAcceleration5678>1202009-5-1514:32:59D90.50.40.30.20.10.00100200300400500600700800900100011001200130014001500f[Hz]arms[m/s2]turbinexyzgearboxlowspeedstagerotorsideG