风力发电机齿轮箱磨损理论分析

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1、风力发电机齿轮箱磨损理论分析（内蒙古大唐国际新能源有限公司）风力发电机齿轮箱作为风力发电机主要的传动设备，其长期工作在环境较为恶劣，负荷强度高的工况下，风力发电机齿轮箱损坏已成为阻碍风力发电机持续正常运行的主要因素。研究风力发电机齿轮箱损坏的机理、原因，对于采取有效地预防措施及管理手段有重要的指导意义，也对于减少齿轮箱故障，保证风力发电机组健康运行，减少运行成木有重要作用。关键词：金属磨损；机械磨损；磨粒1、金属摩损理论1.1摩损概念磨损：相互接触的物体在相对运动中，表层材料不断损失、转移或产生残余变形的现

2、象称为磨损。磨损并不局限于机械作用，由于伴同化学作用而产生的腐蚀磨损；由于界面放电作用而引起物质转移的电火花磨损；以及由于伴同热效应而造成的热磨损等现象都属于磨损。1.2影响摩擦的因素摩擦力的大小取决于两接触面的摩擦系数μ,及法向压力有关，精确测量表明，摩擦力与滑动速度有关，一般认为：μ=F/Nk其中：k=2/3〜l两相对滑动表面摩擦系数是微凸体变形、磨粒和微凸体犁沟以及表面黏着综合作用的结果，可以把摩擦特性和时间的关系分几个典型阶段：影响金属滑动摩擦的因素主要有材料性质，相同金属或互溶性较大的

3、金属摩擦副摩擦系数较大，二者之间容易发生黏着，而互溶性差的金属不易发生黏着；表面的粗糙度；表面膜，表面膜具有减摩作用，降低表面分子力的作用使摩檫副之间的原子结合力；还与滑动速度有关，当滑动速度不引起表面层性质发生变化不引起表面层性质发生变化吋，摩檫系数几乎与滑动速度无关。但是-滑动速度引起表面层发热、变形和化学变化及磨损引起表面层发热、变形和化学变化及磨损，而显著影响摩擦系数。2、齿轮箱机械磨损的分类2.1齿轮箱磨损按表面作用的分类可以分为：机械磨损：由摩擦表面的机械作用产生磨损，包括磨粒磨损、表面塑性变形

4、、脆性剥落等。分子一机械磨损：由于分子力作用形成表面黏着结点，再经机械作用使黏着结点剪切所产生的磨损，即黏着磨损。腐蚀一机械磨损：这类磨损是由介质的化学作用引起表面腐蚀，而摩擦中的机械作用加速腐蚀过程，它包括氧化磨损和化学腐蚀磨损。2.2按磨损机理可以分为：磨粒磨损、黏着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损等。3、齿轮箱磨损的过程磨损并不是全部对齿轮箱部件产生坏处，适量的磨损尤苏是对新齿轮箱可以清除齿面加工粗糙，从而可避免在运转初期因局部过载而产生损伤的危险,也可以避免在以后的运转中由于疲劳损伤

5、而产生点蚀的危险，使咱合质量大大提高，为长寿命打下了良好基础。4、齿轮箱磨损形式及产生的机理4.1粘着磨损4.1.1粘着磨损的定义当摩檫副相对滑动时，由于黏着效应所形成的结点发生剪切断裂，接触表面的材料从-个表面转移到另一个表面的现象称为黏着磨损。接触--塑性变形--黏着--剪断黏着点--材料转移-再黏着，循环不断进行，构成黏着磨损过程。4.1.2影响粘着磨损的因素(1)材料硬度的影响硬度高的金属比硬度低的金属抗黏着能力强，因为表面接触砬力大于较软金属硬度的1/3时，很多金属将由轻微磨损转变为严重的黏着磨损

6、。(2)材料表面结构的影响金属的组织结构对黏着磨损也右影响，多相金属比单相金属的抗黏着磨损能力高；金属中化合物相比单相固溶体的黏着倾向小。通过表面处理技术在金属表面生成硫化物、磷化物或氯化物等薄膜可以减少黏着效应薄膜可以减少黏着效应，同时表面膜限制了破坏深度，提高抗黏着磨损的能力。(3)摩擦副材料性质的影响相同金属或冶金相溶性大的材料摩擦副(相同金属或晶格类型、电子密度、电化学性能相似的金属)易发生黏着磨损。异种金属或冶金相溶性小的材料摩擦副抗黏着磨损能力较高。(4)载荷的影响黏着磨损一般随法向载荷增加到某

7、一临界值后而急剧增加，当载荷值超过材料硬度值的1/3吋，磨损急剧增加，严重时咬死。因此设计中选择的许用压力必须低于材料硬度值的1/3。(5)速度的影响在压力一定的情况下，黏着磨损随滑动速度的增加而增加，在达到某一极大值后，又随着滑动速度的增加而减少。下图为摩擦速度不太高的范围内，钢铁材料的磨损随摩檫速度、接触压力的变化规律。(6)表面温度的影响表层温度特性对于摩擦表面的相互作用和破坏影响很大。表面温度升高可使润滑膜失效，使材料硬度下降，摩檫表面容易产生黏着磨损。影响温度特性的主要因素是表面压力p和滑动速度V

8、，其中速度的影响更大，因此限制pv值是减少黏着磨损和防止胶合发生的有效方法。(1)润滑油、润滑脂的影响在润滑汕、润滑脂中加入汕性或极压添加剂能提高润滑汕膜吸附能力及汕膜强度，能成倍地提高抗黏着磨损能力。油性添加剂是由极性非常强的分子组成，在常温条件下，吸附在金属表面上形成边界润滑膜，防止金属表面的直接接触，保持摩擦面的良好润滑状态。极压添加剂是在高温条件下，分解出活性元素与金属表面起化学反应，生成一种低剪切强度的