风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断与排除优化探讨.docx
《风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断与排除优化探讨.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断与排除优化探讨.docx(8页珍藏版)》请在第壹文秘上搜索。
1、风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断与排除优化探讨在风力发电机组传动系统中,齿轮箱是重要的组成部分,而轴承是直接决定齿轮箱能否正常运转关键的装置。由于轴承长期处在滚动的状态下,经常会出现故障导致发电机组无法正常地运行,严重情况会损害电网的使用寿命。引发轴承出现故障的原因,主要是轴承点蚀、高温或者轴面磨损等情况组成。本文围绕风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断探析展开讨论,为解决齿轮轴承出现的故障采用的方法提供参考依据。齿轮箱中轴承具有传递运动、扭矩以及变速等功能,一旦轴承出现故障,会严重影响齿轮箱的正常使用。若齿轮出现故障,其中60%的原因是由于齿轮失效引发的。现阶段对齿轮箱出现的故障进行诊断时,会采用振
2、动法、油液分析法以及混沌诊断识别法。齿轮箱进入到运行状态,齿轮箱内的组成部分,包括轴、齿轮以及轴承等零件,都会处在振动的状态,受到振动的影响,轴承会出现点蚀情况,或者由于高温、轴面磨损等,导致轴承无法继续工作,严重影响发电机组正常的运行。齿轮箱故障分析方法齿轮箱出现故障时,需要工作人员对其进行充分的分析,主要分析齿轮齿形存在的误差、箱体出现共振、轴承点蚀、高温、轴面磨损以及转轴弯曲等。通过对齿轮箱出现的故障特征进行深入的了解,工作人员应按照故障分析的标准,采用加速度时域分析、频域分析等方法,收集齿轮箱在振动状态下发出的信号,将齿轮箱产生的平均振动能量、时域峰值等参数作为研究对象,判断齿轮箱整体
3、振动情况。采用速度时域分析方法,将平均振动能量、时域信号峰值等参数进行诊断,以便确定引发齿轮箱故障的原因。采用频谱分析方法,是将齿轮箱在振动状态下,对齿轮的啮合频率、加速度信号以及外环固有频率进行检测,以便寻找的齿轮箱故障的引发因素。目前在对齿轮箱故障分析时,通常会在工业现场环境中进行,为获得更加准确的故障分析数据,一般会对齿轮的征兆状态进行检测,并且会真实地反映出齿轮故障的位置、影响范围以及性质等,为工作人员提供必要的参考依据,从而采用针对性的措施解决齿轮箱出现的故障。风力发电机组传动系统典型故障诊断风力发电机组传动系统结构诊断目前,发电机和机械传动系统是组成风力发电机系统重要的组成部分,并
4、且承担稳定发电机组正常运行的功能。而在风力发电机组内,齿轮箱、发电机以及轴承在振动状态下,会频繁地出现故障,尤其是轴承易出现点蚀、轴面磨损等故障,而且在高温的环境中,会缩短齿轮的使用寿命。此外,作为风力发电机组提供动能的关键设备,齿轮箱、轴承以及联轴器等零件,都会受到不同程度荷载的冲击,在不同荷载作用下,极易导致传动系统出现故障。齿轮箱齿轮箱、发电机测点分布图图1风力发电机组在运行状态下,在传动系统的带动下,将风能转换为机械能,再将机械能运输至发电机,最后产生电能。传动系统主要由主轴、联轴器、高速轴等装置组成,每个装置结构不同,在运行状态下轴承出现故障的位置、影响范围以及性质也不相同。主轴是连
5、接风轮和齿轮箱的关键装置,风轮在转动时.,通过扭矩的变化将能量传输至齿轮箱,在齿轮箱的带动下,产生的轴向力会作用在其他装置上。联轴器是两个不同装置相互连接的零件,联轴器在转动时,会带动其他两个装置共同旋转。不同运动状态下产生的动力,需要联轴器具备缓冲、减振等功能。联轴器通常由主动轴和从动轴组成。高速轴是增速齿轮箱和发电机连接的装置,高速轴保持在高速状态,可带动发电机高速转动产生电能。风力发电机组传动机构典型故障诊断将风能转换为电能,通常需要风力发电机组常年在大风等恶劣的环境中运行。在风力发电机组设计时,将最低承受温度设置在零下20,但是,许多地区的最低温度会低至零下40,并且风力发电机组还需要
6、承受较强的风力,会增加机组承受的荷载,极易引发传动系统出现故障。尤其是机械传动装置中,轴承会出现点蚀或者轴面磨损等故障,若工作人员未能及时解决故障,或者未能将出现故障的零件进行更换,会使故障范围不断扩大,最终导致风力发电机损坏。齿轮箱故障诊断齿轮、滚动轴承和轴等零件,是构成齿轮箱重要的部分,在对齿轮、滚动轴承和轴出现的故障进行分析时,通常借助振动信号频率特征以及故障特征,可以判定引发齿轮箱出现故障的原因。风力发电机组在运行过程中,通常会保持在较高的转速,一旦出现故障,齿轮箱内零件会出现噪音,并且伴随不规律的振动。在对振动信号产生的时域、频域以及幅值进行检测时,工作人员会得到许多故障数据,最明显
7、的是齿轮故障和滚动轴承故障数据,一旦风力发电机组运行速度提升,上述故障就会出现。风力发电机组通常处在风力较大的环境中,一般在荒野、海岛等恶劣的地区,而由于风力产生的荷载具有无规律特征,并且会在瞬时状态对风力发电机组产生强大的冲击力,会引发风力发电机组出现故障。目前,风力发电机组最高转速,每分钟可高达1500转,在长时间高速运转过程中,齿轮箱会出现高温发热的情况,同时在荷载的作用下,会引发齿轮箱出现故障。目前,齿轮箱常见的故障,包括局部故障和分布故障。局部故障包括齿轮损伤、弯曲疲劳等,分布故障分为齿面磨损、轴承损坏等。出现的故障形式包括以下几种:第一,断齿。齿轮受到周期性的应力作用后,会在根部出
8、现裂纹,而在荷载长期的作用后,齿轮会出现断齿情况;第二,齿轮齿面疲劳。齿轮箱在运动状态下,受到机械力学的作用,产生的作用力会使齿轮出现相对滑动的状态,只是齿面出现点蚀、破坏性点蚀以及表面压碎等情况。齿轮齿面出现疲劳状态,故障状态表现为振动信号出现啮合频率、振动能量增大以及能量幅值增大等;第三,齿面胶合。齿轮受到高速重载的作用后,齿轮箱处在高温的状态下,此时,齿面受到高温的影响以及压力作用,会在齿面出现磨损等情况,并且在齿轮相对滑动的状态下,齿面未能进行充分的润滑,导致齿面出现胶合故障。转子不对中故障诊断风力发电机作为大型机械设备,发电机组通常放置在离地面几十米的高空中,而且受到风力的作用,安装
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 风力 发电 机组 齿轮箱 轴承 故障诊断 排除 优化 探讨
![提示](https://www.1wenmi.com/images/bang_tan.gif)