關(guān)于風(fēng)電齒輪箱維修工藝的幾點(diǎn)思考

王敏

摘 要：結(jié)合當(dāng)前的風(fēng)電機(jī)組中齒輪箱箱體的維修工作情況進(jìn)行分析，結(jié)合自身的齒輪箱維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在分析的風(fēng)電齒輪箱維修標(biāo)準(zhǔn)快速判的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從相應(yīng)的軸承孔放孔鑲套修復(fù)法和軸承孔補(bǔ)焊堆焊修復(fù)法探討了風(fēng)電齒輪箱維修的具體方法，希望對(duì)于今后全方位提升齒輪箱維修工藝水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電齒輪箱;維修工藝;放孔鑲套修復(fù)法;補(bǔ)焊堆焊修復(fù)法

對(duì)于風(fēng)電機(jī)組中齒輪箱箱體的維修工藝來(lái)說(shuō)，則應(yīng)結(jié)合實(shí)際的箱體損壞程度，有效提出具體的維修處理措施，如果維修措施不得當(dāng)，則會(huì)造成箱體難以還原的問(wèn)題。這里結(jié)合自身的風(fēng)電齒輪箱維修經(jīng)驗(yàn)，具體就風(fēng)電齒輪箱維修工藝所涉及到應(yīng)該注意的問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 風(fēng)電齒輪箱維修標(biāo)準(zhǔn)快速判斷

對(duì)于箱體進(jìn)行肉眼觀察，判斷是否存在著變形、裂紋等問(wèn)題。如果發(fā)現(xiàn)，可以進(jìn)行磁粉探傷，判斷裂紋延伸的具體情況。如果存在著局部微小裂紋，可以通過(guò)補(bǔ)焊方式來(lái)處理，而后進(jìn)行退火去應(yīng)力;如果存在著裂紋穿透箱體情況下，則意味著修復(fù)失敗。

可以借助于相同型號(hào)的絲錐來(lái)進(jìn)行箱體上的螺紋孔的檢查工作，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行螺紋規(guī)檢測(cè)，在此過(guò)程中應(yīng)保障止端旋入不應(yīng)超過(guò)兩周。

要求控制好主軸軸承座孔偏載磨損深度在0.05mm～2mm單位，要求面積占孔壁在85%之下，往往都是通過(guò)離子熱噴涂或者補(bǔ)焊堆焊的方式，而后在進(jìn)行機(jī)械化加工處理。

針對(duì)箱體孔存在著拉劃傷、擠壓傷深度在超過(guò)2mm的情況下，或者面積占孔壁的10%以上，這就應(yīng)該通過(guò)鑲套修復(fù)工藝。特別對(duì)于存在著嚴(yán)重磨損變形的情況，則不能修復(fù)而直接報(bào)廢處理。

2 風(fēng)電齒輪箱維修的具體方法

2.1 軸承孔放孔鑲套修復(fù)法

采用鑲套修復(fù)工藝技術(shù)則是能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的修補(bǔ)厚度的方案，主要是適用于軸承孔變形或磨損較嚴(yán)重的情況，一般情況下的變形量都在2mm范圍之上。但是，首先應(yīng)從軸承孔的強(qiáng)度角度進(jìn)行考慮，先進(jìn)行變形處加工掉，然后考慮加工后孔的強(qiáng)度和剛度是否滿足要求。

（1）放孔處理工藝。結(jié)合加工需要，實(shí)現(xiàn)軸承孔在經(jīng)過(guò)鑲套處理，能實(shí)現(xiàn)直徑擴(kuò)大到原孔徑再加上兩個(gè)套厚度。所謂的鑲套，則是進(jìn)行滿足齒輪箱強(qiáng)度剛度的要求下，能夠?qū)崿F(xiàn)將鋼套嵌入箱體孔，并利用有效方式進(jìn)行固定的工藝技術(shù)。

（2）在零件修復(fù)的過(guò)程中，箱體和所鑲鋼套機(jī)械加工則是最基本的內(nèi)容，適用于較嚴(yán)重?fù)p傷的情況，能有效進(jìn)行孔壁的加固處理，通過(guò)合理化的過(guò)盈量控制，將內(nèi)襯套裝在孔內(nèi)，保障滿足恢復(fù)原有尺寸。這種修復(fù)方式能夠體現(xiàn)出操作方便、工藝簡(jiǎn)單且節(jié)省材料的特點(diǎn)，在諸多的零件孔系的修復(fù)中較為常用。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際來(lái)進(jìn)行鑲套工件材料的優(yōu)選，箱體類(lèi)零件材質(zhì)為鑄鐵，這樣的情況下，鑲套材料經(jīng)常采用45或40Gr鋼。

（3）在進(jìn)行箱體類(lèi)零件修復(fù)過(guò)程中，利用放孔鑲套方法，大部分則是通過(guò)薄壁襯套的方式，則應(yīng)結(jié)合實(shí)際來(lái)合理選擇有效的鑲套的過(guò)盈量。在進(jìn)行鏜削原孔的處理過(guò)程中，則應(yīng)重視設(shè)定箱體的定位基準(zhǔn)為原孔未損傷部分和臺(tái)肩等內(nèi)容。

（4）具體進(jìn)行套的過(guò)盈量的過(guò)程中，則應(yīng)明確套的強(qiáng)度內(nèi)容，在特定的條件下，應(yīng)該保障符合實(shí)現(xiàn)鑲上去的套的性能要求。在這樣的背景下，如果出現(xiàn)盲目的進(jìn)行過(guò)盈量的選擇，則會(huì)造成套壓環(huán)的失效問(wèn)題。因此，關(guān)鍵工作則是進(jìn)行過(guò)盈量的合理選擇。結(jié)合相關(guān)的軸和孔的公稱直徑，以及實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)明確軸、孔間的過(guò)盈量。比如，針對(duì)鑲套的壁厚來(lái)說(shuō)，則應(yīng)滿足能夠在3mm之上的要求。具體應(yīng)用實(shí)際中，往往能控制在5mm～10mm范圍，同時(shí)，要求鏜削余量能夠在2mm之上。針對(duì)輕型配合的過(guò)盈量小于0.0025mm的情況下，往往適用于軸向力很小的情況。在這樣的情況下，在加大的力的作用下，則應(yīng)開(kāi)展相關(guān)的焊牢操作。

2.2 軸承孔補(bǔ)焊堆焊修復(fù)法

2.2.1 球墨鑄鐵的焊接性

考慮到球墨鑄鐵的焊接性，其主要是涉及到缺陷焊補(bǔ)或舊件修復(fù)等過(guò)程中。相比而言，球磨鑄鐵的焊接性比較差，往往具備比較高的焊接條件。所以，在進(jìn)行焊接處理球墨鑄鐵接頭的情況下，往往難以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)要求的母材強(qiáng)度以及塑性的要求。

2.2.2 球墨鑄鐵電弧補(bǔ)焊

低碳鋼芯、強(qiáng)石墨化的鑄鐵焊條，并能結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行加入相應(yīng)的球化劑或錫銅強(qiáng)化元素，以便能更在緩冷中實(shí)現(xiàn)石墨通過(guò)球狀析出，以便實(shí)現(xiàn)較好的力學(xué)性能，能實(shí)現(xiàn)在交、直流兩用的要求。在比較高的電弧溫度的作用下，存在著球化元素氧化、蒸發(fā)的問(wèn)題，會(huì)造成焊縫的穩(wěn)定球化的困難性大幅度提升，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的力學(xué)指標(biāo)。

在進(jìn)行鋼芯石墨球化通用鑄鐵焊條補(bǔ)焊的過(guò)程中，可以將結(jié)合實(shí)際來(lái)講脫氧元素、孕育劑及少量的球化劑加入其中，這種焊條具有比較高的球化穩(wěn)定度，其中具備白口傾向低，較好的焊縫的塑性及抗裂性。

針對(duì)剛性較小的情況來(lái)分析，主要是利用通過(guò)冷焊工藝補(bǔ)焊方式來(lái)處理面積較大情況，但是，為了實(shí)現(xiàn)比較好的焊縫力學(xué)性能，則是利用預(yù)熱或采用加熱減應(yīng)區(qū)法來(lái)處理剛性比較大的情況。

2.2.3 補(bǔ)焊后修復(fù)

對(duì)于補(bǔ)焊后的箱體開(kāi)展退火處理，則是能有效進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的釋放。在進(jìn)行處理之后，針對(duì)補(bǔ)焊后的軸承孔來(lái)看，已經(jīng)不具備補(bǔ)焊后孔的圓心，為了進(jìn)行相應(yīng)的圓心恢復(fù)則應(yīng)求助于其他措施手段。其中，最為簡(jiǎn)單可行的方式就是結(jié)合與修復(fù)軸承孔同心的孔來(lái)進(jìn)行加工處理，或者從圖紙中進(jìn)行數(shù)控加工還原處理。另外，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)來(lái)規(guī)范滿足還原后的表面光潔度和尺寸公差的要求，當(dāng)存在著檢驗(yàn)不合格的情況則應(yīng)重新加工處理。

2.3 其他修復(fù)技術(shù)

在開(kāi)展其他方式的修復(fù)過(guò)程中，涉及到電刷鍍、激光熔覆和熱噴涂等方式。其中，熱噴涂則是涉及到等離子噴涂、火焰噴涂等方法，這些修復(fù)手段也較為成熟，能基本滿足工件表面的性能要求，但可能會(huì)造成成本有所增加。這就要求相關(guān)企業(yè)則應(yīng)從整體上進(jìn)行綜合考慮和選擇。

3 風(fēng)電齒輪箱故障診斷及維修的發(fā)展趨勢(shì)思考

在具體的風(fēng)電齒輪箱故障分析的過(guò)程中，相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)存在著多維、異構(gòu)、同源等特點(diǎn)，故障類(lèi)型多樣化、信息量比較復(fù)雜等問(wèn)題，這樣所涉及到的監(jiān)測(cè)技術(shù)較為復(fù)雜。特別是只有充分重視診斷技術(shù)的發(fā)展，才能更好地滿足風(fēng)電機(jī)組的高可靠性要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的維護(hù)以及報(bào)警要求。在信息化時(shí)代背景下，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、智能技術(shù)的快速發(fā)展，特別是迎合工業(yè)4.0的智能化制造要求，應(yīng)該充分重視風(fēng)電齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的發(fā)展趨勢(shì)。只有充分重視風(fēng)電齒輪箱故障診斷工作的開(kāi)展，才能有效推動(dòng)風(fēng)電齒輪箱維修工作的開(kāi)展，這里結(jié)合信息時(shí)代的發(fā)展要求，就風(fēng)電齒輪箱故障診斷發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

3.1 云監(jiān)測(cè)和大數(shù)據(jù)診斷

考慮到風(fēng)電齒輪箱的故障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量大、范圍廣，傳統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)方式難以符合時(shí)代發(fā)展的要求。利用信息化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能充分體現(xiàn)出云監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合齒輪箱監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸?shù)陌l(fā)展，構(gòu)建先進(jìn)的無(wú)線云監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)，有效開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)施數(shù)據(jù)的收集整理工作，以便更好地實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)資源利用，構(gòu)建成數(shù)據(jù)閉環(huán)，利用終端瀏覽器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理、可視化監(jiān)測(cè)的大數(shù)據(jù)分析，有效提升綜合風(fēng)電齒輪箱故障診斷以及修理水平。

3.2 智能診斷

借助于人工智能的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用在齒輪箱故障診斷和維修方面在商業(yè)化應(yīng)用方面還存在一定的差距。盡管監(jiān)測(cè)技術(shù)中的油液監(jiān)測(cè)技術(shù)和振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)有著較為廣泛的應(yīng)用，但難以還借助于信息技術(shù)進(jìn)行深入化的推廣應(yīng)用。所以，應(yīng)充分重視所涉及到的智能化算法以及軟件應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，滿足智能集成診斷的要求。

3.3 主動(dòng)報(bào)警

在不斷深入發(fā)展的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)音技術(shù)的背景下，結(jié)合大企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備的快速發(fā)展，則應(yīng)重視監(jiān)測(cè)技術(shù)的更新發(fā)展，能有效實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)和診斷、維修與設(shè)備相互融合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的油脂、添加劑、潤(rùn)滑油等小問(wèn)題進(jìn)行自我修護(hù)，對(duì)于更換零部件等大問(wèn)題，則應(yīng)及時(shí)有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)以語(yǔ)音或文字的方式進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)人員的警報(bào)通知。

3.4 移動(dòng)診斷機(jī)器人

在新時(shí)達(dá)的背景下，部分中小企業(yè)由于自身限制，特別是在成本投入方面存在著一定的局限性，在關(guān)鍵性設(shè)備的投入、維護(hù)，以及操作人員、維修人員的培訓(xùn)方面存在著一定的不足之處，這樣就會(huì)造成風(fēng)電齒輪箱的故障檢測(cè)工作存在一定的滯后性。在機(jī)器人技術(shù)逐步成熟的影響下，這樣就能保障發(fā)揮移動(dòng)診斷機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，有效保障實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)中的故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的現(xiàn)場(chǎng)分析、數(shù)據(jù)采集以及快速診斷等方面的工作，并能有效將這部分工作融為一體，這樣能夠滿足二十四小時(shí)的巡檢要求，更好地開(kāi)展移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)診斷工作。

4 結(jié)論

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前的風(fēng)電齒輪箱維修的實(shí)際情況，介紹了相應(yīng)的軸承孔放孔鑲套修復(fù)法和軸承孔補(bǔ)焊堆焊修復(fù)法等較為成熟的處理措施，能夠符合箱體修復(fù)的節(jié)能減排要求，符合綠色生產(chǎn)的總體要求。同時(shí)，結(jié)合齒輪箱系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際情況，其存在著氣態(tài)、固態(tài)以及液態(tài)三相混合的狀態(tài)，造成較為復(fù)雜的工況條件，這樣考慮到三相之間的相互影響以及作用，其直接影響著壽命的各個(gè)周期，在此過(guò)程中則涉及到多種多態(tài)多維數(shù)據(jù)情況。在逐步發(fā)展的齒輪箱系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷方法，并沒(méi)有互相支撐和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這樣就必然涉及到實(shí)踐過(guò)程中相關(guān)故障分析以及檢測(cè)技術(shù)的融合發(fā)展，則應(yīng)充分利用好智能化診斷的作用，積極開(kāi)展相關(guān)的維護(hù)管理。在今后的風(fēng)電齒輪箱維修管理工作中，應(yīng)該重視智能主動(dòng)診斷的軟硬件開(kāi)發(fā)工作，借助于信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從歷史數(shù)據(jù)出發(fā)，不斷加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)功能完善，實(shí)現(xiàn)軟硬件合理化配置，有效開(kāi)展一系列的云診斷技術(shù)，全方位推動(dòng)開(kāi)發(fā)機(jī)器人移動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)診斷技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)多種形式的提前報(bào)警工作，這樣方能表現(xiàn)出主動(dòng)化運(yùn)維的要求，更好地符合風(fēng)電齒輪箱維修的發(fā)展。

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