发布时间 : 星期六 文章风机齿轮箱的 使用和维护 - 图文更新完毕开始阅读584266ea551810a6f5248649
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风力发电机齿轮箱的使用与维护
风力发电机齿轮箱的使用与维护
王朝阳
一、基本原理及结构
风力发电机是将风能转化为电能的机械装置。目前可分为：有齿轮箱和无齿轮箱两类风力发电机。商业化的风力发电机以有齿轮箱的居多。齿轮箱是风机中的一个重要部件，它承担着将风轮的转速增加到发电机转速的任务，所以该齿轮箱也称为增速齿轮箱。
风力发电机用齿轮箱种类繁多，从传动方式来分，齿轮箱可划分为行星齿轮箱，平行轴齿轮箱，混合式（行星+平行轴）齿轮箱。
行星齿轮箱：如万电600KW为两级行星结构。
平行轴齿轮箱：如浙江机电院的250KW风机为两级平行轴结构，美德660KW为三级平行轴功率双分流结构。
混合式：该类齿轮箱为使用最广泛的结构类型，图1.1为其典型结构图。具体可分为：
1．金风600KW、Vestas V47、Nordex N43、保定惠阳1000KW等均为此类结构----一级行星（NGW）+两级平行轴结构；
2．金风750KW，浙江机电院750KW为一级行星（NW）+一级平行轴结构； 3．大重1500KW为两级行星（NGW）+一级平行轴结构。
图1.1 齿轮箱结构简图
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叶轮的转矩通过主轴传入齿轮箱行星架，行星级的太阳轮通过花键与平行级相联，经平行级齿轮将转矩传给发电机。
二、齿轮箱的使用与维护
在风力发电机中，齿轮箱是最重要的部件之一，也是目前故障率最高的部件之一，正确的使用与维护可以减少故障率，延长其使用寿命。 1. 齿轮箱的安装
1.1通常齿轮箱厂家在供货时为整体供货，在现场不必进行重新解体装配。 1.2齿轮箱起吊时应有防护措施，防止其表面被钢丝绳等物碰伤。
1.3 齿轮箱的输出轴（高速轴）采用联轴器连接，安装时应严格找中，其对中误差必须控制在弹性联轴器允许值的下限以内，一般应≤0.20mm，角度误差≤30″。（弹性联轴器允许的对中偏差是用于补偿在工作过程中由于受载、温升和离心力所产生的变形，及无法避免的制造和对中偏差的并不是安装的允许偏差,要求安装的允许偏差≤0.05mm）。
1.4 往齿轮箱上装配连接件及附件时，不允许用锤子敲打。
1.5 对输入空心轴安装时，与之相配的主轴上的油应擦干净。收缩盘的装拆按GB5867-86的有关要求执行。结合面、螺栓是否涂润滑剂应严格按厂家的要求执行。 2．冷却与润滑
风电齿轮箱通常采用油池润滑与强迫润滑相结合的混合润滑方式。电机泵从齿轮箱中抽油,经过滤器进入风冷系统,然后进入齿轮箱润滑齿轮与轴承。
2.1 推荐润滑油牌号：Mobil SHC XMP320或性能相当的合成油。 2.2 油泵与冷却系统
推荐供油压力0.06~0.6MPa。当油压低于0.06MPa时系统停机，检查润滑油路。齿轮箱应配有相应的风冷系统，在油温高于45°时对润滑油进行冷却。
2.3 箱体存油量：
齿轮箱在正常工作状态下，油位应在油标中线附近，应对油位进行检测。齿轮箱加油应在静止状态下进行。齿轮箱在运行时，由于齿轮搅油、与油管充油，油位将下降。此时不能向齿轮箱内加油，以防停机时齿轮箱漏油。
2.4 换油
在运行2500小时或每6个月后，对油质进行如下检查，如有问题则应换油： 观察有无水和乳状物；
检查粘度与原来相比，如差值超过20%或减少15%，说明油失效； 检查不溶解物，如超过0.2%，则应换油或过滤； 抗乳化能力检验以发现油品是否变质；
如油过滤精度为25μ或更细时，应检查添加剂成份是否下降。
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以上对油的检测，仅为一般要求，具体的可向各油品公司咨询。
3.启动与运行
3.1在风机初次运行时，应对齿轮箱进行如下检查，确认无误时方可进行试运行： 3.1.1安装位置的准确性； 3.1.2紧固件紧固的可靠性；
3.1.3齿轮箱中的油面高度是否符合要求，油的牌号及粘度是否符合要求； 3.1.4叶轮、发电机转向是否正确；
3.1.5联轴器防护罩、接地线及其防护装置是否装好。 3.1.6对润滑系统、冷却系统及监控系统需检查： 管路联接的正确性；
管路联接的各紧固件紧固的可靠性； 油泵转向的正确性；
压力表、监测仪表、控制装置、开关等是否牢固可靠； 3.2 运行
启动前应先开启齿轮箱油泵，使油循环润滑3~5分钟，检查无异常再启动齿轮箱。如环境温度低于5℃时，应对齿轮箱内部油进行预热至8℃以上方可小负荷启动(有些低温型风机要求油温加热到-15℃时即可启动润滑系统)。运行过程中，应对高速轴的两个轴承油温进行监控，当轴承温度达80℃时报警，达85℃时应停机检查原因。
4. 齿轮箱的维修保养
4.1 应保持润滑系统清洁，采取措施防止灰尘、湿气及化学物质进入齿轮及润滑系统，下列情况应特别加强对油的检查分析：
① 环境温度引起箱体内壁产生水珠，使油污染形成沉淀； ② 齿轮箱内油的温度经常在80℃以上； ③ 因间断性的重载引起油温急速上升之后冷却； ④ 齿轮箱在极度潮湿的情况下工作； 4.2 检查到齿轮箱油位过低时，应及时补油；
4.3 若齿轮箱长期停用，每周应使齿轮箱运转10分钟，目的是为了让齿轮和轴承部分沾上油，防止湿气在零件上凝结，否则应按长期储存要求进行防锈保养；
4.4 运输、存放
齿轮箱运输、存放时应放置在木制支架上或平滑干燥的基础上，请勿直接放在水泥地面上。运输时应进行可靠的固定，防止撞击，防止轴转动。齿轮箱可利用箱体上的吊耳起吊。
齿轮箱严禁在室外存放，其防腐期通常为在室内存放6个月。存放期超过允许的防腐期时应重新进行防腐处理。
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如齿轮箱外表面重新涂漆时应防护好输入轴处的骨架式油封，已免油漆中的溶剂和橡胶接触后会引起橡胶老化，而导致漏油。
4.5 齿轮箱的定期检查
对运行的齿轮箱应进行定期的检查并建立台帐，及时发现问题，以免造成更大的破坏。检查项目整理如下：
4.5.1 主轴与齿轮箱的连接，或轮毂与齿轮箱的连接； 4.5.2 齿轮箱的噪音有无异常； 4.5.3 油温、油色、油位是否正常； 4.5.4 润滑冷却系统是否有泄漏； 4.5.5 箱体外观是否异常； 4.5.6 过滤器是否需要更换；
4.5.7 定期要求油品公司对润滑油进行化验； 4.5.8 检查弹性支撑是否老化； 4.5.9 各螺栓是否松动；
4.5.10 打开观察盖板，检查齿轮啮合情况； 4.5.11 高速轴刹车盘处的联结情况； 4.5.12 各传感器、电加热器是否正常工作
三、齿轮箱的常见故障及处理
齿轮箱常见故障有油温高、轴损坏、轴承损坏、漏油、齿轮损坏等，为方便使用列表如下。
表1 故障分析表
故 障 应检查的内容 1.齿轮箱过载 2.冷却系统 3.油面高低 4.过滤器是否畅通 5.空气滤清器 6.润滑油牌号 8.润滑油质量 9.油润滑系统 10.联轴器对中
应 采 取 的 措 施 降低负荷或换大容量齿轮箱 检查润滑液流量,冷却器及空气过滤系统 油箱内油面是否太低 检查过滤器是否畅通，是否需要更换滤芯 应通畅,要求定期在溶剂内清洗 按说明书规定,否则应换油 端盖内的迷宫式密封是否与轴相擦 查看油是否有氧化、灰渣含量,如有问题则换油并清洗过滤器 应保证油泵工作正常、油流顺利、检查油压检测装置应无故障,油泵不应吸入空气 拆开联轴器,检查对中,必要时重新对中 76
温升太高 7.油封