风机齿轮箱故障分析方法课件.ppt

Gamesa机组齿轮箱故障原因分析
*
1
Gamesa机组简介
G52/58机组为典型的“丹麦设计”风电机组
水平轴
三叶片
上风向
主动偏航
变桨距功率调节
双馈式变速恒频控制
2
Gamesa机组简介
机组采用常见的“Gamesa机组齿轮箱故障原因分析
*
1
Gamesa机组简介
G52/58机组为典型的“丹麦设计”风电机组
水平轴
三叶片
上风向
主动偏航
变桨距功率调节
双馈式变速恒频控制
2
Gamesa机组简介
机组采用常见的“一字型”布置形式,为保证变桨系统的安装位置,齿轮箱输出轴在机组的左侧,与发电机相连,主轴采用双轴承设计。
3
故障初步分析
根据齿轮箱声音大小和撞击位置手感检查,初步判定齿轮箱行星轮位置有故障;
齿轮箱观察孔无法观察到行星齿部分;
受齿轮箱结构限制,内窥镜也无法观察;
齿轮已出现故障,齿轮油监测无法判断故障部位;
采用振动监测可初步判断故障部位;
5
振动监测分析
测试仪器:便携式离线振动监测设备
测试状态:
机组并网运行,
发电机转速:860-1200rpm左右;
发电功率:40-120kW左右;
记录数据:
传动系统的多点的振动频率、幅值与加速度;
发电机实时转速;
机组实时输出功率;
实时风速;
6
振动监测分析
记录机组实时输出功率与实时风速的原因:
采用便携式振动监测仪,仅两个记录通道,无法同时测量多点的数据,必须保证各点测量时机组转速较接近;
双馈机组在8-10m/s区段转速变化较快,为保证测量的准确性,记录功率和风速可以在对转速的变化值进行校验;
7
振动监测分析
测点布置如图,共11点;
8
振动监测分析
10
振动监测分析
从数据结果推算
太阳轮轴转速=45r/min
中间轴转速=330r/min
输出轴转速=930r/min
结合监测记录,输出轴转速为984r/min,由于风力机组处于低负载运行状态,转速变化快,认为两个结果一致;
初步诊断为行星轮轴承出现问题,该故障处于严重阶段。
11
振动监测分析
12
故障原因初步分析
主轴箱轴承故障
当主轴箱内双列滚子轴承工作游隙增大时,轴承外圈被轴承座和端盖所固定无法移动,主轴会带动轴承内圈轴向窜动,这种缺陷在转动设备中运行中很常见。
由于主轴和齿轮箱低速输入轴被胀紧套连接为一个相对刚性整体,主轴前后窜动会通过胀紧套将力矩传递给齿轮箱行星轮,行星轮轴向蹿动撞击齿圈和端盖发出异音,同时行星轮前后轴承内、外圈位移增大而S值超标损坏。
14
故障原因初步分析
紧急刹车造成行星轮齿轮损坏
行星轮和外齿圈曾经在其它的多种机型上,发生过因为紧急刹车造成行星轮断齿损坏,最后外齿圈断齿与行星轮抱死的恶性事故。
分析其原因一方面是制造工艺不良、材质选用不当、装配工艺差等制造装配问题;另一方面风力机紧急刹车时会使行星轮承受较大的扭力矩,频繁紧急刹车会在齿轮受力疲劳损伤后,发生行星轮断齿、轮齿剥光、外齿圈断齿等故障,进而损坏行星轮轴承。
15
故障原因初步分析
变桨液压缸故障
变桨液压缸利用螺栓固定在齿轮箱尾部与其成为一个整体,变桨杆一端在液压缸内与活塞连接,一端穿过齿轮箱二级套管与轮毂内三脚架超级螺母连接固定。
液压系统油质脏、比例阀故障、缸体活塞磨损泄油,都会使变桨液压缸供油压力发生急剧变化,压力作用于活塞造成液压缸体带动齿轮箱一起振动。箱体和轴承座为整体铸造件,箱体前后窜动必然会使轴承外圈和轴承座之间位移磨损,进而损坏轴承及轴承座。
16
修复方案
根据故障分析结果,制定了修复方案:
对可能的故障点进行进一步检查;
更换备用齿轮箱,尽快恢复机组运行;
对损坏齿轮箱进行解体检查;
落实轴承损坏的具体原因
17
检查结果
检查点:主轴箱体
检查结果:
,外观和力矩检查地脚螺栓无松动,安装标记线清晰完整;
外观和力矩检查主轴与轮毂连接螺栓无松动,轮毂连接法兰无明显裂纹和缺损;
外观和力矩检查主轴箱端盖螺栓无松动,螺栓弹簧垫圈完好无断裂,主轴箱轴承端盖无裂纹和漏油。主轴箱壳体无裂纹和其它缺陷,塞尺检查主轴和齿轮箱输入轴间隙不大于1mm;
由于主轴箱无法解体检查轴承,主轴的飘偏度和同心度无法检查,打开轴承端盖检查轴承侧面,确认油脂颜色正常无焦糊现象,滚动体无伤痕,轴承座完好无磨损痕迹,轴承内圈挡圈环无变形损坏、固定牢固。
18
检查结果
20
检查结果
检查点:弹性支撑
检查结果:
力矩检查齿轮箱弹性支撑紧固螺栓无松动,外观检查支撑无弯曲变形、连接螺栓完好;
检查扭力臂关节轴承转动灵活,内表面和球面光滑完整未见磨损、划痕、裂纹、锈蚀等缺陷,关节轴承密封件完整无损坏,弹性橡胶块无缺损,锚销无伤痕。