風電機組齒輪箱滲漏油原因分析及解決方案

陳朝春，馬建國

（新疆龍源風力發(fā)電有限公司，新疆烏魯木齊 830054）

0 引言

隨著NEG-Micon750 kW 風電機組運行時間的增加，機組齒輪箱集電環(huán)電纜軸套出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，油液通過集電環(huán)滲漏至機艙內(nèi)，引發(fā)機組報齒輪油位低、齒輪油溫度高等故障，同時集電環(huán)內(nèi)碳刷磨損后的碳粉與齒輪油混合后大大降低了集電環(huán)的導電性，導致風力機頻繁報“葉尖液壓故障”，同時縮短集電環(huán)壽命。

1 滲漏原因分析

齒輪箱集電環(huán)電纜軸套滲漏油主要有5個原因：①齒輪箱外殼開裂導致漏油；②齒輪箱連接油管漏油；③齒輪箱端蓋密封不嚴導致漏油；④集電環(huán)電纜軸套定位螺栓因力矩不足松動、跌落導致漏油；⑤集電環(huán)電纜軸套密封圈老化導致齒輪油通過軸套內(nèi)孔從集電環(huán)滲出。

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)齒輪箱端蓋密封良好，齒輪箱本體及齒輪箱連接油管無漏油點，集電環(huán)上有油滴滲出（圖1）。用內(nèi)窺鏡攝像頭從齒輪箱側(cè)集電環(huán)電纜軸套內(nèi)孔中塞入，旋轉(zhuǎn)攝像頭檢查定位銷無松動、脫落，集電環(huán)電纜軸套與行星架軸孔密封采用雙密封圈形式，判斷漏油原因是集電環(huán)電纜軸套密封圈老化或磨損導致齒輪油通過軸套內(nèi)孔從集電環(huán)滲出。

集電環(huán)電纜軸套結(jié)構(gòu)如圖2所示，密封圈失效原因分析：①安裝損傷。即密封件部分或全部呈現(xiàn)整齊傷口；②密封件卷曲。材料太硬或彈性太低，O形圈表面處理不均勻，溝槽尺寸不均勻，溝槽表面粗糙、潤滑不足；③過度壓縮。密封件表面呈平面變形，并可能伴隨裂紋；④擠出。密封件有粗糙破爛的邊緣，通常在壓力低的一側(cè)；⑤化學腐蝕。化學腐蝕可引起發(fā)泡、破裂、小洞、褪色等缺陷；⑥擠出。密封圈與槽溝間隙過大，密封圈尺寸不合適，密封圈硬度或彈性不合適；⑦密封圈老化。密封圈使用壽命為3～6年，達到使用壽命導致密封圈失效。現(xiàn)場抽出集電環(huán)電纜軸套檢查密封圈，確認集電環(huán)電纜軸套密封圈老化導致滲漏油。

圖1 齒輪箱集電環(huán)滲漏油

2 維修步驟及方法

拆卸高速剎車蹄及支架、齒輪箱二軸端蓋，用自制專用工裝將集電環(huán)電纜軸套從二軸后軸孔中抽出，更換軸套密封圈。

2.1 更換工序

更換齒輪箱集電環(huán)軸套密封圈步驟：①NEG-Micon750 kW風電機組無葉輪鎖，用風繩固定3個葉尖，防止高速剎車閘拆除后葉輪轉(zhuǎn)動；②將齒輪箱內(nèi)潤滑油放出，避免齒輪箱二軸端蓋拆卸后大量滲漏油；③拆除高速剎車蹄上的信號線及其固定支架上的油管，拆卸高速剎車及支架；④用13 mm，19 mm開口扳手拆除聯(lián)剎車盤下護罩；⑤用3 mm內(nèi)六角扳手拆除集電環(huán)固定螺栓，取下集電環(huán)；⑥用力矩扳手拆除高速剎車閘與固定支架間的4顆30 mm連接螺栓和高速剎車閘固定支架與齒輪箱連接的6顆30 mm螺栓，拆掉高速剎車蹄和固定支架；⑦用力矩扳手拆除齒輪箱端蓋8顆30 mm固定螺栓，用頂絲將端蓋頂出；⑧用卡簧鉗取下齒輪箱集電環(huán)卡簧；⑨用13 mm螺栓將自制工裝固定在集電環(huán)電纜軸套前端，抽出集電環(huán)電纜軸套；⑩更換齒輪箱集電環(huán)軸套密封圈。

2.2 安裝

密封圈更換后，恢復安裝步驟：①觀察齒輪箱內(nèi)固定銷的位置，應(yīng)與集電環(huán)電纜軸套前端鍵槽的位置對齊，做好標記。將更換完密封圈的集電環(huán)電纜軸套推入齒輪箱，用銅棒敲擊至固定位置；②安裝齒輪箱端蓋，用500 N·m力矩緊固8顆30 mm螺栓；③安裝高速剎車閘固定支架，用370 N·m力矩緊固6顆30 mm螺栓；④安裝高速剎車閘，用370 N·m力矩緊固4顆30 mm的螺栓緊固；⑤安裝齒輪箱集電環(huán)。

3 結(jié)語

NEG-Micon750 kW風電機組二軸后軸承軸套內(nèi)密封圈更換后，解決了機組集電環(huán)內(nèi)部滲漏油問題，降低了“葉尖液壓故障”故障頻次，減少機械剎車動作次數(shù)及剎車片磨損率，節(jié)省運行維護成本，提高設(shè)備運行可靠性，有效防范了風電機組因滲漏油導致的火災隱患，同時此方案可優(yōu)化推廣至相同結(jié)構(gòu)方式齒輪箱滲漏油點的處理。