风电增速箱的磨齿裂纹分析与消除探

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1、风电增速箱的磨齿裂纹分析与消除探【摘要】在风力发电设备中，风电增速箱是一种重要的传动部件。由于风电增速箱内部使用的齿轮具有高精度性，其磨削质量将会对整个风力发电装置的止常运转产生重要影响。本文就风电增速箱内部齿轮磨削中经常岀现的磨齿裂纹展开讨论。【关键词】磨齿裂纹；风电增速箱；齿轮；风力发电1•前言最近几十年来，随着我国用电量的不断增大，国家对风力发电的投入力度也不断提高，风力发电工程的发展方兴未艾。在风力发电设备中，风电增速箱是一个核心的传动部件，风电增速箱的质量和使用寿命，特别是其内部使用的齿轮磨削质量，对整个风力发电装置的高效运行

2、有着至关重要的影响。磨齿裂纹是在齿轮磨削中常常遇到一个严重问题。2.磨齿裂纹及其危害2.1磨齿裂纹的形式对于高精度齿轮，其产生磨齿裂纹的位置一般为磨齿加工的表而，有些裂纹形状为垂直条状，而有些会呈平行条状或者长方网络状。在进行磨齿加工过程中，如果不发生齿轮的热处理质量问题，则般不会出现某个齿轮的全部磨齿都出现裂纹的现象，大部分磨齿裂纹只是存在于某个磨齿或者某几个磨齿。产牛磨齿裂纹的原因一般是机床性能、磨削工艺或者对机床操作不当等。2.2磨齿裂纹的危害风力发电机组一般安装在海岛、海滩、荒野或者高山等风口处，所处的环境比较恶劣，所以在风电增

3、速箱内的齿轮发生裂纹现象后，由于得不到及时的维护就会导致润滑油侵入裂纹中，在齿轮进行啮合时会在齿面产牛较大的压力，这种压力使得裂纹内的油压升高并使其对裂纹产生一定程度的挤胀作用，进而导致磨齿裂纹和点蚀的不断现象⑴，最终使整个风力发电装置岀现瘫痪的情况而无法正常运转。2.磨齿裂纹的预防产生磨齿裂纹的原因一般是机床性能、设备故障、磨削工艺或者对机床操作不当，使得在磨齿的过程中出现磨削热过于集中的现象所引起的。3.1合适的磨齿加工温度在加工磨齿时，选择合适的加工温度不仅能够降低由于温度变化过于尖锐引起的齿轮变形，还能够减少加工齿轮的设备出现故

4、障的频率。就目前来说，能够牛产磨齿机的厂家在国外主要有HOFLER、PFAUTER以及Niles等多家知名企业，而国内的厂家主要为秦川机床厂。磨齿是齿轮加工工艺中最为关键的一道工序，磨齿的质量直接决定了齿轮的精度等级，所以在加工齿轮时，保持磨齿机的稳定运作是至关重要的，而加工环境的温度对机床的加工质量和运转状态有着直接的影响，所以我们应选择合理的加工温度⑵。一般在生产齿轮时安装磨齿机的环境应保持恒温，温度应保持在24±2°C为宜。3.2砂轮材质和修整间隔由于白刚玉砂轮的硬度较低以及粒度较粗，所以在加工磨齿时所用的砂轮应选择白刚玉砂轮，这

5、样可以使砂轮保持较强锋利性并且便于对其进行冲洗以及减少摩擦时产牛的热量等。砂轮的质量不仅能够对砂轮的平衡效果产牛影响，也会对磨齿的表面光洁度产生一定作用。在磨齿加工时如果所用的砂轮具有较高的硕度，则在磨齿过程中就会产生大量的热量，极大的增加出现磨齿裂纹的可能性。可以采用单粒金刚石或金刚轮作为砂轮的修整装置。在磨齿加工时，对砂轮由于不断磨削而产生的磨损的补偿方式为对砂轮不停的进行修整，对砂轮修整能够确保进给量的准确可靠。而如果对砂轮修整的间隔时间过长，则会增加砂轮进给量的误差。比如，如果对加工工艺设定每隔五个齿对砂轮进行一次修整，每个齿磨

6、削八个冲程，则磨齿系统根据所用砂轮的材料性能、尺寸大小、加工齿轮的材料性能和几何参数计算出进给量的补偿值为0.005mm⑶。由于在对砂轮每进行以此修整都要检测其尺寸，在两个修整的时间间隔内是靠补偿值来抵消砂轮的损耗,如果对砂轮修整的时间过长，则产牛的误差就会不断积累直到超出砂轮的实际补偿值与理论补偿值的误差范围的极限值，此过程中生产的磨齿质量则是越来越差。3.3砂轮动平衡效果就砂轮来说，砂轮不平衡的可容许范围即为砂轮的平衡值。在其他条件一定的情况下，使用砂轮的动平衡效果越好，则牛产出的磨齿质量越高。但是正常使用的砂轮虽然经过静平衡试验检

7、测，由于静平衡实验检测具有一定的局限性，不能对砂轮的运动平衡效果进行评价。理论上说，砂轮的质心在砂轮中心点时的动平衡效果最好，运转非常稳定。但是砂轮的质心位置并不是决定砂轮的平衡效果唯-因素，机床的综合性能以及砂轮驱动电机也对其动平衡效果有重要影响。在在实际加工中，由于各种因素的影响砂轮的质心总是偏离其中心一定位置。为了减小质心与中心位置的偏差，可以将砂轮主轴内两个小电机相对位置进行适当的调直。如果砂轮的平衡量增大到一定程度就可以忽略砂轮的偏心问题，相当于砂轮的屮心与质心重合。3.4磨齿冷却效果良好的磨齿冷却效果能有效提高磨齿的质量。在

8、加工过程中使用冷却液将磨削产生的热量带离工件可以降低齿轮表面的热量集中。在使用冷却液使首先要保证其具有较好的冷却性、润滑性和渗透性等，然后还要确保冷却油压力和流量充足。目前常用福斯牌46#冷却油，冷却油流量