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关于风机齿轮箱常见故障的分析与改进

2020-05-08
靳晓东
(中广核风电有限公司内蒙古分公司)
  漏油和油温高是齿轮箱传动系统中常见故障,漏油会影响齿、轴的润滑效果,使得各运动副零配件之间摩擦加剧;油温高会影响齿轮箱的使用寿命,甚至达到一定温度使齿轮箱无法正常工作,严重影响到风机的安全。本文通过对齿轮箱油温高和漏油的可能原因进行了分析,并提出了相应的解决方案和措施,对日后风机的维护和故障处理有一定帮助。
  关键词:风机齿轮;漏油;油温高;改进
  1 齿轮箱油温过高的可能原因
  1.1风冷器可能故障
  1.1.1风冷器自身故障如电线短路、断路、电机烧坏等导致风扇不运转。
  1.1.2灰尘影响风冷器散热散热片上大量的灰尘覆盖会影响风冷器的散热,导致润滑油冷却不足。
  1.1.3风冷器的接线错误接线错误会导致风扇反转,会导致风向相反,影响散热。
  1.2润滑系统到油分配器、冷却器的油管接反
  过滤器的两个出口分别标示了到齿轮箱或者到冷却器,温度较低时直接进入油分配器,温度较高时进入冷却器。如油管接反则高温油不经过冷却器冷却,必然会产生油温过高。将油管按正确要求安装即可解决。
  1.3润滑系统的压力阀或温控阀错误
  在过滤器与齿轮箱油管连接无误的情况下,当油温超过55℃过滤器到油分配器的管子仍有流油的情况下(判断方法:摸该油管,如温度与分配器的温度一致或者有油流动的振动感则说明该油管有油流过),说明过滤器的温控阀存在问题。可以像润滑系统厂家或技术部进行咨询,更换温控阀。如果是英德诺曼的压力阀问题会比较困难,需要几方共同解决。
  1.4溢流阀问题
  溢流阀作为泄压元件,应在齿轮箱油温低、压力高的时候才会发生作用。目前发现有油温高溢流阀仍然流油的情况,这样经过冷却的油量会减少,部分的油未经冷却直接回齿轮箱,导致整体冷却不足,油温偏高。遇到油温高、压力低而溢流阀又开启的情况,应及早与润滑系统厂家联系解决。
  2 高速轴轴承温度过高原因分析
  2.1轴承进油量不足
  打开后箱观察盖检查轴承的出油情况,如出油很少则说明轴承的进油量不足。出现的原因主要有四点:1)进油孔设计太小导致进油不足;2)箱体进油孔与进油环进油槽错位;3)油孔被杂质堵塞导致油量减少;4)进油孔油路未钻通。根据实际情况检查是否为以上原因,并进行相应的处理。
  2.2轴承径向游隙过小
  轴承的运转必须保证一定的径向游隙。当游隙过小时会导致滚子和滚道憋劲的现象,大量发热而导致温度上升。这种情况比较少见,可以用塞尺检测轴承上端的径向游隙。
  2.3齿轮喷油不足
  齿轮喷油不足或者油孔没有对准齿轮,会导致齿轮温度高,继而热量传导至距齿轮较近的轴承处使轴承温度偏高。
  2.4油温过高
  冷却不足的情况下油温过高,使高速轴承温度不能有效的卸去,导致轴承温度过高。
  2.5油温过低
  油温过低也容易造成高速轴轴承温度过高,润滑油在低温的情况下粘度很大,通过进油孔的油会变得很少,而且粘度高的油液流动性很差,导热的能力也会差很多,导致轴承温度越来越高,造成恶性循环。该情况主要反映在冬季以及水冷润滑系统的齿轮箱上,例如海装辉腾锡勒的FL2000H轴承温度高的案例。
  2.6轴承损坏
  轴承的损坏会使滚子运行不平稳,特别是高速轴轴承转速很高的情况下会大量发热。
  2.7摩擦或盘根过紧
  零件干涉摩擦以及盘根安装过紧都会产生大量的摩擦热,使轴承温度升高。
  3 齿轮箱存在的问题分析及对策
  3.1齿轮齿面上有磕碰伤造成响声
  情况:该问题主要反映在整机生产厂家的总装厂试验台,该种异响的特点:响声频率稳定,单向有异响,反向旋转无异响,可以通过计算低速轴的转速和异响的频率关系来确定异响发生的具体位置原因:装配过程中出现磕碰,由于公司在试验质量把关上存在纰漏,有极少量的齿轮箱可能会出现这样的问题。处理:根据分析结果仔细寻找相关齿轮齿面上的碰伤处,寻找时应将齿面上的油擦拭干净,以免影响手感。碰伤主要存在于齿顶及齿廓两侧。案例:2011年集宁风电总装厂及2010年国电保定总装厂。
  3.2齿轮自身周节误差过大造成的异响
  情况:该问题同样反映在整机生产厂家的总装厂,该种异响的特点:响声频率稳定,双向旋转均异响;原因:齿轮加工造成的相邻齿周节变化过大产生的异响。可以通过速比关系查找问题齿轮的齿轮检测报告;处理:除可取出的高速轴外现场无法处理,只能回公司进行更换返修。
  3.3摩擦干涉的异响
  情况:该问题出现在维修车间的几率较大,盘车不动或者盘车困难,试车时发出摩擦声。风场出现的原因一般为甩油环和端盖干涉,伴随着相关部位的异常发热现象;
  处理:找出干涉摩擦的部件,对零件进行返修加工或者进行紧固处理。
  3.4轴承自身问题造成的异响
  情况:当出现的响声是嗡嗡声且频率较快、齿面检查正常、用速比关系计算出不是齿轮的问题时,那么极有可能就是轴承出现了问题;原因:轴承的内圈滚道或者滚子表面有凹痕会引起轴承运转不平稳,造成异响;处理:仔细检查轴承滚道和滚子,发现有问题更换轴承。案例:通辽宝龙山F2458异响。
  3.5齿轮长期停放锈蚀造成的异响
  情况:一对齿轮副的两个齿轮上各有一个齿出现长条状锈蚀痕迹,其余齿完好;原因:齿轮箱长期停放造成齿面锈蚀,运行不平稳产生异响;处理:该锈蚀无法彻底消除,只能先用油石抛光,再后续跟踪;案例:华创太阳山风电场、甘肃昌马F2394。
  3.6非齿轮箱自身原因的异响
  情况:响声出现在低速端主轴或高速端刹车盘附近,经检查齿轮箱各部件完好仍有异响的情况,或者响声频率不与转速成正比;原因:低速端有可能是轮毂或者主轴轴承出现问题,高速段可能是联轴器或者电机找正偏差所致;处理:在反复查找齿轮箱确认没有问题的情况下,可以判断是其他部件出了问题,可以要求整机厂家对可能发生问题的部件进行查找。
  3.7漏油故障分析
  漏油是齿轮箱传动系统中常见故障,漏油会影响齿轮、轴承等箱的润滑效果,使得各运动副零配件之间摩擦加剧,减少各零件的使用寿命。严重的漏油将使齿轮箱无法正常工作。齿轮箱漏油问题牵涉的方面很多,如设计、工艺、加工、装配、铸造等,产生漏油的原因很多,在实际设备维护中,要根据具体情况分析原因,再采取相应的排除方法。根据企业大量实际维修经验,齿轮箱漏油主要是因为以下几个原因:1.密封件损坏或装反导致接合面密封不严;2.相对运动零件尺寸配合间隙过大,或是因为长期运动磨损使得间隙过大;3.箱体铸件有气孔、砂眼等缺陷;4.工作温度太高或润滑油粘度太低;5.润滑油管变形或存在裂痕导致油管漏油。
  参考文献:
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来源:《电子技术与软件工程》

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