風(fēng)力發(fā)電機組軸承常見故障與振動檢測

王家龍

【摘 要】風(fēng)能的分布十分的廣泛，且風(fēng)能是一種新型的無污染的可再生能源，該能源的儲備量比較大，極其的豐富，目前我國的能源結(jié)構(gòu)過于單一化，且各類能源的分布存在一定的問題，總體均勻性低下，對此，需要不斷的強化其對于風(fēng)能的使用。對風(fēng)電故障及時的進行排查，正確的診斷風(fēng)電發(fā)展所面對的問題。風(fēng)力發(fā)電機組的軸承部位是該機組的重要組成部分，所以，必須要對其軸承的故障進行精確化的診斷，分析振動檢測的意義，以此來更好的提升風(fēng)力發(fā)電機組的做功品質(zhì)，讓其可以始終維持一個穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電機組;齒輪箱;故障分析;振動檢測

引言

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)邁入了風(fēng)電快速增長的時期，隨著其運行時間的增長，風(fēng)力發(fā)電機組更是進入到了疲勞壽命的中前期。依據(jù)調(diào)查報告的內(nèi)容顯示，齒輪箱故障占風(fēng)機故障總數(shù)大約百分之四十，齒輪箱是雙饋型風(fēng)電機組的重要元件，所以齒輪箱的損害所造成的維修工作費用比較高，對于齒輪箱的運輸以及吊裝等的損失都會比較嚴重，對此，必須要對齒輪箱的常見故障進行分析以及檢測，做好相應(yīng)的防治工作，有針對性的總結(jié)齒輪箱的常見故障問題，分析發(fā)電機組的實際工作狀況。

1風(fēng)電發(fā)電機組齒輪箱

風(fēng)電發(fā)電機組增速齒輪箱是整機中較為核心的機械部件，該部件主要是借助風(fēng)力，將其所產(chǎn)生出的動力傳輸給發(fā)電機，讓發(fā)電機的轉(zhuǎn)速得到提升。一般來說，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速都比較慢，其無法達到發(fā)電機發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速數(shù)值，需要借助齒輪箱齒輪副的效用，來進行做功，齒輪箱齒輪副具有增速的效用，所以，齒輪箱也被稱之為增速箱。風(fēng)力發(fā)電機組的齒輪箱是主要傳動的重要部件，其處于風(fēng)輪和發(fā)電機之間的位置，其沒有規(guī)律性，會經(jīng)受瞬間強沖擊載荷的作用力。風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱長時間的處于一種較為惡劣的環(huán)境中，會使得風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱表面受到磨損，且風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱也會受到一定的腐蝕，讓其產(chǎn)生氣蝕等問題，進而造成風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱失效的問題，在變速變載等的影響，其就會出現(xiàn)輪齒折斷的狀況。

2風(fēng)力發(fā)電機組軸承常見故障特性及原因

2.1風(fēng)力發(fā)電機組軸承結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機組軸承結(jié)構(gòu)主要分成四個部分，其分別是外圈、保持架、滾動體和內(nèi)圈。風(fēng)力發(fā)電機組軸承內(nèi)有裝有油脂類的填充物，這些填充物會起到降低軸承滾動阻力的效用，同時還會將軸承和其它的部件分隔開，避免其再次進行接觸，從根源上，降低摩擦的阻力數(shù)值。油脂帶有散熱的效用，其還能避免出現(xiàn)腐蝕的問題。一般為了減小外界物質(zhì)對于油脂的干擾以及影響，會在架的兩端位置出安裝防塵裝置。

2.2風(fēng)力發(fā)電機組軸承常見故障診斷

2.2.1疲勞故障

疲勞故障主要是滾動體以及滾道表面分別出現(xiàn)脫落以及脫皮等的現(xiàn)象，產(chǎn)生該疲勞故障的原因主要是因為一些支撐裝置制造工藝技術(shù)水平比較差，無法切實的保障其元件的精確度。軸向長時間的處于一個高負荷的工作狀態(tài)，這會在不同程度上影響到其性能。

2.2.2磨損故障

就風(fēng)力發(fā)電機組軸承的外觀來推斷磨損的故障以及磨損故障產(chǎn)生的原因。通常來說，磨損故障出現(xiàn)會產(chǎn)生色澤方面的變化，會出現(xiàn)磨痕現(xiàn)象。產(chǎn)生磨損故障的原因是在微小間隙間所產(chǎn)生的滑動磨損問題，讓其長期處于一個惡劣的環(huán)境中。

2.2.3缺口或凹痕故障

缺口或凹痕故障是因為安裝操作不夠準確，受到安裝的壓力所引起的故障問題，其主要表現(xiàn)是微小的缺口以及凹痕會分布在兩圈滾道的周圍以及元件之中。

2.2.4腐蝕故障

腐蝕故障的主要表現(xiàn)是滾道以及軸承表面等位置分別出現(xiàn)銹蝕斑，這主要是因為軸承之中存在水分以及濕氣等各類的腐蝕物。在安裝的過程中，若沒有緊固軸承，那么其就會產(chǎn)生生銹的問題，滾道以及滾子會產(chǎn)生深褐色以及灰黑色等的凹槽，電流也會通過旋轉(zhuǎn)軸承。

3風(fēng)力發(fā)電機組軸承振動檢測

風(fēng)力發(fā)電機組軸承振動檢測主要氛圍兩部分，其分別是現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息的采集以及對振動信號進行預(yù)處理。其所采集的數(shù)據(jù)信息要借助傳感器的格式進行存儲，利用計算機處理并分析計算機信息，判斷出其故障。采集數(shù)據(jù)信息所受到的外界干擾因素會比較繁雜，需要選擇相對應(yīng)的傳感器。

3.1IEPE振動傳感器

IEPE振動傳感器可以放大電量，加速度傳感器所產(chǎn)生出的電量會比較少，如果其它因素對其進行影響，那么就很難對其電量進行捕捉，對此，需要放大電量，得出較高質(zhì)量的信號源。IEPE振動傳感器自身帶有極強的抗干擾性能，另外其還有恒流源，用其可以當做恒定的電流，通常來說，市場上會生產(chǎn)出4毫安的額定電流，電阻的大小和傳感器加速度之間存在正比的關(guān)系，對此，需要自行的設(shè)置放大器的輸入范圍。

3.2 ICP加速度傳感器

把壓電傳感器和電荷放大器結(jié)合在一起，構(gòu)成ICP加速度傳感器，所以ICP加速度傳感器的精確度以及可靠程度都比較高，使用隔離剪切技術(shù)隔離各個部位，其輸出為兩線制，抗干擾能力比較高，設(shè)計內(nèi)容比較簡單，使用起來比較方便，且?guī)в泻軓姷目煽砍潭取?/p>

4風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱故障處理方式

4.1構(gòu)建維護檢修標準

想要讓齒輪箱可以始終維持一個穩(wěn)定的運行狀態(tài)，就需要對齒輪箱工程開展隨機化的監(jiān)控以及檢查等的工作。在齒輪箱運轉(zhuǎn)72小時之內(nèi)開展首檢工作，在試運行的1000小時之后開展復(fù)檢工作，在運行半年之后進行三次抽檢，之后需要定期的開展例行檢查工作。對齒輪箱工作的溫度以及噪聲分貝等的實際工作狀況進行分析，更換潤滑油。另外，還應(yīng)當對齒輪箱的整體外觀以及附件等進行檢查和處理，借助機械以及儀表等形式進行維護工作，設(shè)置好齒輪箱的檢查力度，并適當?shù)拈_展?jié)櫥腿踊灒罁?jù)實驗所得出的參數(shù)數(shù)值來確定出油品分析臺賬，就齒輪箱內(nèi)部嚙合部件運行工況為基準，開展震動分析等的工作，確保其維護修建標準的科學(xué)性。

4.2合理使用故障診斷技術(shù)

故障診斷技術(shù)主要應(yīng)用于機械設(shè)備，對機械設(shè)備的實際運行狀態(tài)進行檢測，觀察其在發(fā)生異常狀況之后的運轉(zhuǎn)車情況，其大致可以分成分析以及診斷這兩方面的內(nèi)容。風(fēng)力機應(yīng)當具有較為獨立化的，除了控制系統(tǒng)之外的保護系統(tǒng)，其保護系統(tǒng)在風(fēng)力機超速以及過載等狀況下會產(chǎn)生效用。對風(fēng)電機組振動狀態(tài)進行檢測，有效的進行評估，防止缺陷問題擴大化，及時的清潔，安裝離線式濾油裝置，延長相關(guān)機械設(shè)備的使用壽命。

結(jié)語

風(fēng)力發(fā)電機組軸承狀態(tài)的檢測以及故障診斷是確保發(fā)電機組正常運行的重要措施，軸承故障診斷和振動檢測的實際狀況十分的復(fù)雜，且其還帶有一定的多變性特征，同種產(chǎn)品在不同環(huán)境下所產(chǎn)生出的結(jié)果也有很大的差異性。目前，我國國內(nèi)缺少較為系統(tǒng)化的標準，且相關(guān)的理論知識也不夠完整，需要開展更多的實驗以及分析總結(jié)工作，不斷的汲取國外的各類先進理論知識，以此來更好的完善我國風(fēng)電發(fā)電機組軸承的工作，為其振動檢測理論提供科學(xué)依據(jù)，實時的開展技術(shù)監(jiān)督管理工作，正確的指導(dǎo)檢修，找出設(shè)備存在的缺陷等問題，健全技術(shù)臺賬管理。

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（作者單位：安徽吉電新能源有限公司）