關于風機齒輪箱常見故障的分析與改進
2019-11-08靳曉東
(中廣核風電有限公司內蒙古分公司)
漏油和油溫高是齒輪箱傳動系統中常見故障,漏油會影響齒、軸的潤滑效果,使得各運動副零配件之間摩擦加劇;油溫高會影響齒輪箱的使用壽命,甚至達到一定溫度使齒輪箱無法正常工作,嚴重影響到風機的安全。本文通過對齒輪箱油溫高和漏油的可能原因進行了分析,并提出了相應的解決方案和措施,對日后風機的維護和故障處理有一定幫助。(中廣核風電有限公司內蒙古分公司)
關鍵詞:風機齒輪;漏油;油溫高;改進
1 齒輪箱油溫過高的可能原因
1.1風冷器可能故障
1.1.1風冷器自身故障如電線短路、斷路、電機燒壞等導致風扇不運轉。
1.1.2灰塵影響風冷器散熱散熱片上大量的灰塵覆蓋會影響風冷器的散熱,導致潤滑油冷卻不足。
1.1.3風冷器的接線錯誤接線錯誤會導致風扇反轉,會導致風向相反,影響散熱。
1.2潤滑系統到油分配器、冷卻器的油管接反
過濾器的兩個出口分別標示了到齒輪箱或者到冷卻器,溫度較低時直接進入油分配器,溫度較高時進入冷卻器。如油管接反則高溫油不經過冷卻器冷卻,必然會產生油溫過高。將油管按正確要求安裝即可解決。
1.3潤滑系統的壓力閥或溫控閥錯誤
在過濾器與齒輪箱油管連接無誤的情況下,當油溫超過55℃過濾器到油分配器的管子仍有流油的情況下(判斷方法:摸該油管,如溫度與分配器的溫度一致或者有油流動的振動感則說明該油管有油流過),說明過濾器的溫控閥存在問題。可以像潤滑系統廠家或技術部進行咨詢,更換溫控閥。如果是英德諾曼的壓力閥問題會比較困難,需要幾方共同解決。
1.4溢流閥問題
溢流閥作為泄壓元件,應在齒輪箱油溫低、壓力高的時候才會發生作用。目前發現有油溫高溢流閥仍然流油的情況,這樣經過冷卻的油量會減少,部分的油未經冷卻直接回齒輪箱,導致整體冷卻不足,油溫偏高。遇到油溫高、壓力低而溢流閥又開啟的情況,應及早與潤滑系統廠家聯系解決。
2 高速軸軸承溫度過高原因分析
2.1軸承進油量不足
打開后箱觀察蓋檢查軸承的出油情況,如出油很少則說明軸承的進油量不足。出現的原因主要有四點:1)進油孔設計太小導致進油不足;2)箱體進油孔與進油環進油槽錯位;3)油孔被雜質堵塞導致油量減少;4)進油孔油路未鉆通。根據實際情況檢查是否為以上原因,并進行相應的處理。
2.2軸承徑向游隙過小
軸承的運轉必須保證一定的徑向游隙。當游隙過小時會導致滾子和滾道憋勁的現象,大量發熱而導致溫度上升。這種情況比較少見,可以用塞尺檢測軸承上端的徑向游隙。
2.3齒輪噴油不足
齒輪噴油不足或者油孔沒有對準齒輪,會導致齒輪溫度高,繼而熱量傳導至距齒輪較近的軸承處使軸承溫度偏高。
2.4油溫過高
冷卻不足的情況下油溫過高,使高速軸承溫度不能有效的卸去,導致軸承溫度過高。
2.5油溫過低
油溫過低也容易造成高速軸軸承溫度過高,潤滑油在低溫的情況下粘度很大,通過進油孔的油會變得很少,而且粘度高的油液流動性很差,導熱的能力也會差很多,導致軸承溫度越來越高,造成惡性循環。該情況主要反映在冬季以及水冷潤滑系統的齒輪箱上,例如海裝輝騰錫勒的FL2000H軸承溫度高的案例。
2.6軸承損壞
軸承的損壞會使滾子運行不平穩,特別是高速軸軸承轉速很高的情況下會大量發熱。
2.7摩擦或盤根過緊
零件干涉摩擦以及盤根安裝過緊都會產生大量的摩擦熱,使軸承溫度升高。
3 齒輪箱存在的問題分析及對策
3.1齒輪齒面上有磕碰傷造成響聲
情況:該問題主要反映在整機生產廠家的總裝廠試驗臺,該種異響的特點:響聲頻率穩定,單向有異響,反向旋轉無異響,可以通過計算低速軸的轉速和異響的頻率關系來確定異響發生的具體位置原因:裝配過程中出現磕碰,由于公司在試驗質量把關上存在紕漏,有極少量的齒輪箱可能會出現這樣的問題。處理:根據分析結果仔細尋找相關齒輪齒面上的碰傷處,尋找時應將齒面上的油擦拭干凈,以免影響手感。碰傷主要存在于齒頂及齒廓兩側。案例:2011年集寧風電總裝廠及2010年國電保定總裝廠。
3.2齒輪自身周節誤差過大造成的異響
情況:該問題同樣反映在整機生產廠家的總裝廠,該種異響的特點:響聲頻率穩定,雙向旋轉均異響;原因:齒輪加工造成的相鄰齒周節變化過大產生的異響。可以通過速比關系查找問題齒輪的齒輪檢測報告;處理:除可取出的高速軸外現場無法處理,只能回公司進行更換返修。
3.3摩擦干涉的異響
情況:該問題出現在維修車間的幾率較大,盤車不動或者盤車困難,試車時發出摩擦聲。風場出現的原因一般為甩油環和端蓋干涉,伴隨著相關部位的異常發熱現象;
處理:找出干涉摩擦的部件,對零件進行返修加工或者進行緊固處理。
3.4軸承自身問題造成的異響
情況:當出現的響聲是嗡嗡聲且頻率較快、齒面檢查正常、用速比關系計算出不是齒輪的問題時,那么極有可能就是軸承出現了問題;原因:軸承的內圈滾道或者滾子表面有凹痕會引起軸承運轉不平穩,造成異響;處理:仔細檢查軸承滾道和滾子,發現有問題更換軸承。案例:通遼寶龍山F2458異響。
3.5齒輪長期停放銹蝕造成的異響
情況:一對齒輪副的兩個齒輪上各有一個齒出現長條狀銹蝕痕跡,其余齒完好;原因:齒輪箱長期停放造成齒面銹蝕,運行不平穩產生異響;處理:該銹蝕無法徹底消除,只能先用油石拋光,再后續跟蹤;案例:華創太陽山風電場、甘肅昌馬F2394。
3.6非齒輪箱自身原因的異響
情況:響聲出現在低速端主軸或高速端剎車盤附近,經檢查齒輪箱各部件完好仍有異響的情況,或者響聲頻率不與轉速成正比;原因:低速端有可能是輪轂或者主軸軸承出現問題,高速段可能是聯軸器或者電機找正偏差所致;處理:在反復查找齒輪箱確認沒有問題的情況下,可以判斷是其他部件出了問題,可以要求整機廠家對可能發生問題的部件進行查找。
3.7漏油故障分析
漏油是齒輪箱傳動系統中常見故障,漏油會影響齒輪、軸承等箱的潤滑效果,使得各運動副零配件之間摩擦加劇,減少各零件的使用壽命。嚴重的漏油將使齒輪箱無法正常工作。齒輪箱漏油問題牽涉的方面很多,如設計、工藝、加工、裝配、鑄造等,產生漏油的原因很多,在實際設備維護中,要根據具體情況分析原因,再采取相應的排除方法。根據企業大量實際維修經驗,齒輪箱漏油主要是因為以下幾個原因:1.密封件損壞或裝反導致接合面密封不嚴;2.相對運動零件尺寸配合間隙過大,或是因為長期運動磨損使得間隙過大;3.箱體鑄件有氣孔、砂眼等缺陷;4.工作溫度太高或潤滑油粘度太低;5.潤滑油管變形或存在裂痕導致油管漏油。
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來源:《電子技術與軟件工程》

