風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動(dòng)的應(yīng)用分析

【摘要】使用風(fēng)力作為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，其內(nèi)部的齒輪箱是該電機(jī)組當(dāng)中最為核心的一個(gè)機(jī)械零件。齒輪箱內(nèi)部的高速軸，大量的使用圓錐滾子作為軸承。但這一類(lèi)型的軸承發(fā)生的振動(dòng)問(wèn)題，頻繁造成齒輪箱的振動(dòng)大于規(guī)定要求的現(xiàn)象。根據(jù)有關(guān)的分析了解到，滾子部位出現(xiàn)的波紋度不正常現(xiàn)象，是導(dǎo)致振動(dòng)大于規(guī)定要求這一問(wèn)題的主要原因。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電? 齒輪箱? 高速軸? 軸承振動(dòng)? 應(yīng)用分析

【中圖分類(lèi)號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）19-0231-01

引言

現(xiàn)在，風(fēng)電齒輪箱當(dāng)中的高速軸的軸承在進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，大量的應(yīng)用了圓錐型的滾子，但是這一類(lèi)型的軸承在振動(dòng)方面存在巨大的問(wèn)題，頻繁出現(xiàn)齒輪箱的振動(dòng)大于規(guī)定要求的問(wèn)題，對(duì)于齒輪箱進(jìn)行工作的壽命以及可依賴(lài)性造成影響。因此需要引起相關(guān)建造人員的關(guān)注。

一、對(duì)軸承進(jìn)行布置的具體型式

使用風(fēng)力作為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，其內(nèi)部齒輪箱高速軸使用的軸承，普遍是使用1套當(dāng)中的圓柱滾子類(lèi)型的軸承，還有2套面對(duì)面進(jìn)行配對(duì)的圓錐滾子類(lèi)型的軸承（型號(hào)是32034-x）作為支承。

二、對(duì)軸承存在的振動(dòng)展開(kāi)測(cè)試

在對(duì)32034-X這一型號(hào)面對(duì)面進(jìn)行配對(duì)的圓錐滾子類(lèi)型的軸承，進(jìn)行安裝操作以后，對(duì)軸向之間存在的游隙進(jìn)行調(diào)整，具體數(shù)值在0.20mm～0.25mm（以20℃的溫差為基準(zhǔn)），對(duì)于運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的游隙進(jìn)行計(jì)算，得出數(shù)值在0～0.05mm區(qū)間之中）這一范圍內(nèi)。

第1次進(jìn)行測(cè)試之后，看到高速軸當(dāng)中的軸承，出現(xiàn)不正常振動(dòng)的情況，另外區(qū)域的性能指標(biāo)，全部能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。為了對(duì)高速軸當(dāng)中的軸承出現(xiàn)的振動(dòng)情況對(duì)齒輪箱部位的性能產(chǎn)生的影響比較，在齒輪箱1以及2的位置當(dāng)中，使用不同品牌的2個(gè)軸承分別對(duì)其進(jìn)行安裝，另外保證兩個(gè)齒輪箱其余配置全部一致，同時(shí)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的方式，對(duì)振動(dòng)情況展開(kāi)測(cè)試，得出的結(jié)果如下表1所示。

從上表中可得，齒輪箱2當(dāng)中的負(fù)載在1400kw，1700kw以及2000kw這三種情況下，其軸向出現(xiàn)的振動(dòng)數(shù)值大于3.5mm/s，與設(shè)計(jì)的相關(guān)要求不一致要求，齒輪箱1則可以對(duì)設(shè)計(jì)提出的要求，基本做到滿(mǎn)足。所以，經(jīng)過(guò)這次開(kāi)展的比較測(cè)試，能夠初步給出如下的判斷：齒輪箱2內(nèi)部的高速軸使用的軸承，導(dǎo)致齒輪箱開(kāi)展的振動(dòng)測(cè)試得出的數(shù)據(jù)較大，因此要對(duì)其高速軸使用的軸承展開(kāi)分析討論，對(duì)出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因進(jìn)行查找[2]。

三、振動(dòng)展開(kāi)的分析

（一）對(duì)外觀(guān)進(jìn)行檢查

相關(guān)工作人員針對(duì)上述齒輪箱2出現(xiàn)的振動(dòng)大于規(guī)定要求的情況，在測(cè)試工作的現(xiàn)場(chǎng)中對(duì)這一軸承當(dāng)中的內(nèi)、外圈、滾子以及保持架等零部件的不正常磨損等情況展開(kāi)了檢測(cè)。

（二）軸承之前就存在的故障問(wèn)題發(fā)生的頻率

為深入對(duì)導(dǎo)致這一軸承，出現(xiàn)的不正常振動(dòng)問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，首先在這一高速軸工作轉(zhuǎn)速達(dá)到1802r/min階段時(shí)，要對(duì)軸承所有零部件之前就存在的故障問(wèn)題發(fā)生的頻率進(jìn)行計(jì)算，得出的結(jié)果如下表2所示。

（三）對(duì)出現(xiàn)的振動(dòng)情況進(jìn)行分析

按照上表2當(dāng)中，振動(dòng)測(cè)試期間得出的結(jié)果，還有圓錐滾子類(lèi)型的軸承出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題的特性，下面主要對(duì)軸向產(chǎn)生的振動(dòng)數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，軸承出現(xiàn)的軸向振動(dòng)的實(shí)際頻譜分析結(jié)果，在低頻（頻率不超過(guò)3000Hz）的這一個(gè)區(qū)間段之中，文中所述兩個(gè)齒輪箱，出現(xiàn)的振動(dòng)幅值，基本沒(méi)有太大區(qū)別;而在高頻（頻率大于3000Hz）的這一個(gè)區(qū)間段之中，齒輪箱2使用軸承出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題的幅值，顯著超過(guò)齒輪箱1。另外，這一齒輪箱出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題的幅值最高點(diǎn)，明顯大于規(guī)定的要求。對(duì)于高頻（頻率大于3000Hz）的這一個(gè)區(qū)間段，和上表2展開(kāi)全面分析之后了解到，滾子出現(xiàn)故障特征所處的頻率的22倍，還有44倍的諧波頻率分別是在3234Hz以及6468Hz。因此若是滾子所處的22倍～44倍之間的波圓度相對(duì)偏差，造成的振動(dòng)頻率就應(yīng)該是在3234 Hz～6468Hz這一區(qū)間內(nèi)，和3200 Hz～6500Hz的這一個(gè)區(qū)間十分吻合。所以，按照實(shí)際使用得出的經(jīng)驗(yàn)，初步對(duì)軸承出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行判斷，也許是遭遇滾子在第22倍～44倍區(qū)間段上，波紋度產(chǎn)生的影響。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)2套不同品牌的風(fēng)電齒輪箱軸承的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高速軸軸承的振動(dòng)異常是導(dǎo)致齒輪箱振動(dòng)超標(biāo)的原因之一。滾子的波紋度對(duì)軸承的振動(dòng)有很大影響，可對(duì)滾子進(jìn)行油石研磨（珩磨），進(jìn)一步控制滾子的波紋度，從而保證軸承的使用及質(zhì)量控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志文.風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動(dòng)的應(yīng)用淺述[J].工程技術(shù)：引文版，2016（12）：253.

[2]高遠(yuǎn)俊，戴虎，李興林，等.風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動(dòng)的應(yīng)用分析[J].軸承，2016（4）：50-51.

作者簡(jiǎn)介：

劉茜如（1987.10-），女，山東省聊城市莘縣人，本科，助理講師，研究方向：機(jī)械制造與控制。