风电齿轮箱故障诊断实例分析pdf.doc

制造业信息化 MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP 风电齿轮箱故障诊断实例分析 肖洪波， 刘松松 （沈阳鼓风机集团风电有限公司，沈阳 110869） 摘 要：介绍了以齿轮箱振动分析为主要手段的风电齿轮箱故障诊断方法，并通过齿面接触磨损分析和齿轮箱润滑油 液分析等辅助手段，对风电齿轮箱的故障点进行分析诊断。并以某风电厂某台风力发电机组的齿轮箱故障诊断为例，对  风电齿轮箱故障诊断方法进行实例分析。 关键词：风电齿轮箱；振动分析；故障诊断 中图分类号：TH 132.41 文献标志码：A 0 引 言 风力发电机组多安装在环境恶劣的高山、荒野、海滩 等风资源较优地区，常年经受无规律的变负荷变向风力 作用、阵风的冲击，以及严寒酷暑、盐雾等的影响，致使风 力发电机组经常出现故障。 风电机组的常见故障类型包括电气系统故障、传感 器和叶片/变桨装置故障、齿轮箱故障等。据统计，我国风 场齿轮箱损坏率高达 40%～50%，是机组中故障率最高的 部件，也是引起风电机组停机的最主要原因［1］，因此，在齿 轮箱故障早期进行齿轮箱状态检测，并以此进行故障诊 断和分析，可以在早期对故障进行有效诊断，有利于减少 维修时间和降低由于齿轮箱故障引起的经济损失，对提 高风电场的经济效益和安全性具有重大意义。 齿轮箱故障诊断的一般方法 以机械故障诊断的测试手段来分类，主要的故障诊 断方法有直接观察法、振动和噪声检测法、无损检测法、 磨损残余物检测法、机械性能参数检测法等。其中最常用 的是振动检测法［2］。我们在实例分析齿轮箱故障时使用的 齿轮箱故障诊断方法是以振动检测为主，辅助以直接观 察法和磨损残余物检测法。 齿轮箱故障分析内容 一般情况下，对齿轮箱故障分析主要从以下几个方 面开展：1）振动分析；2）齿面接触磨损分析；3）齿轮箱润 滑油液分析。 齿轮箱振动检测点布置 在风电场现场对齿轮箱进行故障诊断时，通常按图 1 一级齿圈 高速轴轴 高速轴径 径向测点 向测点 向测点 发电机驱动端径向测点 扭矩臂轴向测点 图 1 振动传感器布置图  文章编号：1002－2333（2014）04－0152－04 位置布置高速采集振动传感器。 2 实例分析 以某风电场某台风电机组的齿轮箱故障诊断为例， 介绍风电齿轮箱的故障诊断方法。 振动分析 2.1.1 振动测点分布与安装 依据齿轮箱结构，现场安装高速采集测点的传感器。 具体安装位置见图 2。 2 齿轮箱高速采集测点 振动数据分析 1 为现场高速采集的各测点振动数据的加速度有 效值和峭度指标。黑色字体数据为正常指标，灰色字体数 表 1 振动检测数据 测点 项目 100 r/min 500 r/min 1 000 r/min 1 200r /min 空转 空转 空转 加载 200 kW 扭矩臂轴向 有效值（/m·s-2） 0.143 9 2.702 3 10.814 5 12.417 1 峭度 3.171 9 7.719 1 3.365 9 3.528 1 一级齿圈径向 有效值（/m·s-2） 0.236 1 0.237 4 0.245 6 0.250 4 峭度 2.560 5 2.552 0 2.490 5 2.458 7 高速轴径向 有效值（/m·s-2） 0.026 8 0.315 8 5.942 7 11.081 3 峭度 4.052 3 3.394 5 6.319 7 33.895 8 高速轴轴向 有效值（/m·s-2） 0.236 1 7.343 4 28.135 6 30.132 8 峭度 2.560 5 3.801 5 3.007 4 2.885 1 发电机驱动端径向 有效值（/m·s-2） 0.129 2 2.135 9 3.679 1 4.600 0 峭度 3.751 8 3.896 4 3.009 4 37.405 4  152 机械工程师 2014 年第 4 期  为不正常指标。从表上的数值来看