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風力發電機組傳動系統結構診斷
目前,發電機和機械傳動系統是組成風力發電機系統重要的組成部分,并且承擔穩定發電機組正常運行的功能。而在風力發電機組內,齒輪箱、發電機以及軸承在振動狀態下,會頻繁地出現故障,尤其是軸承易出現點蝕、軸面磨損等故障,而且在高溫的環境中,會縮短齒輪的使用壽命。此外,作為風力發電機組提供動能的關鍵設備,齒輪箱、軸承以及聯軸器等零件,都會受到不同程度荷載的沖擊,在不同荷載作用下,極易導致傳動系統出現故障。
風力發電機組傳動機構典型故障診斷
將風能轉換為電能,通常需要風力發電機組常年在大風等惡劣的環境中運行。在風力發電機組設計時,將承受溫度設置在零下 20℃,但是,許多地區的溫度會低至零下 40℃ ,并且風力發電機組還需要承受較強的風力,會增加機組承受的荷載,極易引發傳動系統出現故障。尤其是機械傳動裝置中,軸承會出現點蝕或者軸面磨損等故障,若工作人員未能及時解決故障,或者未能將出現故障的零件進行更換,會使故障范圍不斷擴大,終導致風力發電機損壞。
2.2.1?齒輪箱故障診斷
齒輪、滾動軸承和軸等零件,是構成齒輪箱重要的部分,在對齒輪、滾動軸承和軸出現的故障進行分析時,通常借助振動信號頻率特征以及故障特征,可以判定引發齒輪箱出現故障的原因。工作人員會得到許多故?數據,明顯的是齒輪故障和滾動軸承故障數據,一旦風力發電機組運行速度提升,上述故障就會出現。
第三,制造技術水平低。我國軸承工業制造工藝和工藝裝備技術發展緩慢,車加工數控率低,磨加工自動化水平低,僅有200多條自動生產線。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備,如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低,許多技術難題攻關未能取得突破。軸承鋼新鋼種的研發,鋼材質量的提高,潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發,尚不能適應軸承產品水平和質量提高的要求。因而造成工序能力指數低,一致性差,產品加工尺寸離散度大,產品內在質量不穩定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。
軸承參數壽命
在一定載荷作用下,軸承在出現點蝕前所經歷的轉數或小時數,稱為軸承壽命。
滾動軸承之壽命以轉數(或以一定轉速下的工作的小時數)定義:在此壽命以內的軸承,應在其任何軸承圈或滾動體上發生初步疲勞損壞(剝落或缺損)。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中,都可明顯的看到,在同樣的工作條件下的外觀相同軸承,實際壽命大不相同。此外還有數種不同定義的軸承“壽命”,其中之一即所謂的“工作壽命”,它表示某一軸承在損壞之前可達到的實際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致,而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。
為確定軸承壽命的標準,把軸承壽命與可靠性聯系起來。
由于制造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統計壽命為1單位,長的相對壽命為4單位,短的為0.1-0.2單位,長與短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產生點蝕,所經歷的轉數或小時數稱為軸承額定壽命 [1] 。