風力發電機組軸承常見故障與振動檢測

王家龍

【摘 要】風能的分布十分的廣泛，且風能是一種新型的無污染的可再生能源，該能源的儲備量比較大，極其的豐富，目前我國的能源結構過于單一化，且各類能源的分布存在一定的問題，總體均勻性低下，對此，需要不斷的強化其對于風能的使用。對風電故障及時的進行排查，正確的診斷風電發展所面對的問題。風力發電機組的軸承部位是該機組的重要組成部分，所以，必須要對其軸承的故障進行精確化的診斷，分析振動檢測的意義，以此來更好的提升風力發電機組的做功品質，讓其可以始終維持一個穩定的運行狀態。

【關鍵詞】風力發電機組;齒輪箱;故障分析;振動檢測

引言

現階段，我國已經邁入了風電快速增長的時期，隨著其運行時間的增長，風力發電機組更是進入到了疲勞壽命的中前期。依據調查報告的內容顯示，齒輪箱故障占風機故障總數大約百分之四十，齒輪箱是雙饋型風電機組的重要元件，所以齒輪箱的損害所造成的維修工作費用比較高，對于齒輪箱的運輸以及吊裝等的損失都會比較嚴重，對此，必須要對齒輪箱的常見故障進行分析以及檢測，做好相應的防治工作，有針對性的總結齒輪箱的常見故障問題，分析發電機組的實際工作狀況。

1風電發電機組齒輪箱

風電發電機組增速齒輪箱是整機中較為核心的機械部件，該部件主要是借助風力，將其所產生出的動力傳輸給發電機，讓發電機的轉速得到提升。一般來說，風輪的轉速都比較慢，其無法達到發電機發電所要求的轉速數值，需要借助齒輪箱齒輪副的效用，來進行做功，齒輪箱齒輪副具有增速的效用，所以，齒輪箱也被稱之為增速箱。風力發電機組的齒輪箱是主要傳動的重要部件，其處于風輪和發電機之間的位置，其沒有規律性，會經受瞬間強沖擊載荷的作用力。風力發電機組齒輪箱長時間的處于一種較為惡劣的環境中，會使得風力發電機組齒輪箱表面受到磨損，且風力發電機組齒輪箱也會受到一定的腐蝕，讓其產生氣蝕等問題，進而造成風力發電機組齒輪箱失效的問題，在變速變載等的影響，其就會出現輪齒折斷的狀況。

2風力發電機組軸承常見故障特性及原因

2.1風力發電機組軸承結構

風力發電機組軸承結構主要分成四個部分，其分別是外圈、保持架、滾動體和內圈。風力發電機組軸承內有裝有油脂類的填充物，這些填充物會起到降低軸承滾動阻力的效用，同時還會將軸承和其它的部件分隔開，避免其再次進行接觸，從根源上，降低摩擦的阻力數值。油脂帶有散熱的效用，其還能避免出現腐蝕的問題。一般為了減小外界物質對于油脂的干擾以及影響，會在架的兩端位置出安裝防塵裝置。

2.2風力發電機組軸承常見故障診斷

2.2.1疲勞故障

疲勞故障主要是滾動體以及滾道表面分別出現脫落以及脫皮等的現象，產生該疲勞故障的原因主要是因為一些支撐裝置制造工藝技術水平比較差，無法切實的保障其元件的精確度。軸向長時間的處于一個高負荷的工作狀態，這會在不同程度上影響到其性能。

2.2.2磨損故障

就風力發電機組軸承的外觀來推斷磨損的故障以及磨損故障產生的原因。通常來說，磨損故障出現會產生色澤方面的變化，會出現磨痕現象。產生磨損故障的原因是在微小間隙間所產生的滑動磨損問題，讓其長期處于一個惡劣的環境中。

2.2.3缺口或凹痕故障

缺口或凹痕故障是因為安裝操作不夠準確，受到安裝的壓力所引起的故障問題，其主要表現是微小的缺口以及凹痕會分布在兩圈滾道的周圍以及元件之中。

2.2.4腐蝕故障

腐蝕故障的主要表現是滾道以及軸承表面等位置分別出現銹蝕斑，這主要是因為軸承之中存在水分以及濕氣等各類的腐蝕物。在安裝的過程中，若沒有緊固軸承，那么其就會產生生銹的問題，滾道以及滾子會產生深褐色以及灰黑色等的凹槽，電流也會通過旋轉軸承。

3風力發電機組軸承振動檢測

風力發電機組軸承振動檢測主要氛圍兩部分，其分別是現場數據信息的采集以及對振動信號進行預處理。其所采集的數據信息要借助傳感器的格式進行存儲，利用計算機處理并分析計算機信息，判斷出其故障。采集數據信息所受到的外界干擾因素會比較繁雜，需要選擇相對應的傳感器。

3.1IEPE振動傳感器

IEPE振動傳感器可以放大電量，加速度傳感器所產生出的電量會比較少，如果其它因素對其進行影響，那么就很難對其電量進行捕捉，對此，需要放大電量，得出較高質量的信號源。IEPE振動傳感器自身帶有極強的抗干擾性能，另外其還有恒流源，用其可以當做恒定的電流，通常來說，市場上會生產出4毫安的額定電流，電阻的大小和傳感器加速度之間存在正比的關系，對此，需要自行的設置放大器的輸入范圍。

3.2 ICP加速度傳感器

把壓電傳感器和電荷放大器結合在一起，構成ICP加速度傳感器，所以ICP加速度傳感器的精確度以及可靠程度都比較高，使用隔離剪切技術隔離各個部位，其輸出為兩線制，抗干擾能力比較高，設計內容比較簡單，使用起來比較方便，且帶有很強的可靠程度。

4風力發電機組齒輪箱故障處理方式

4.1構建維護檢修標準

想要讓齒輪箱可以始終維持一個穩定的運行狀態，就需要對齒輪箱工程開展隨機化的監控以及檢查等的工作。在齒輪箱運轉72小時之內開展首檢工作，在試運行的1000小時之后開展復檢工作，在運行半年之后進行三次抽檢，之后需要定期的開展例行檢查工作。對齒輪箱工作的溫度以及噪聲分貝等的實際工作狀況進行分析，更換潤滑油。另外，還應當對齒輪箱的整體外觀以及附件等進行檢查和處理，借助機械以及儀表等形式進行維護工作，設置好齒輪箱的檢查力度，并適當的開展潤滑油取樣化驗，依據實驗所得出的參數數值來確定出油品分析臺賬，就齒輪箱內部嚙合部件運行工況為基準，開展震動分析等的工作，確保其維護修建標準的科學性。

4.2合理使用故障診斷技術

故障診斷技術主要應用于機械設備，對機械設備的實際運行狀態進行檢測，觀察其在發生異常狀況之后的運轉車情況，其大致可以分成分析以及診斷這兩方面的內容。風力機應當具有較為獨立化的，除了控制系統之外的保護系統，其保護系統在風力機超速以及過載等狀況下會產生效用。對風電機組振動狀態進行檢測，有效的進行評估，防止缺陷問題擴大化，及時的清潔，安裝離線式濾油裝置，延長相關機械設備的使用壽命。

結語

風力發電機組軸承狀態的檢測以及故障診斷是確保發電機組正常運行的重要措施，軸承故障診斷和振動檢測的實際狀況十分的復雜，且其還帶有一定的多變性特征，同種產品在不同環境下所產生出的結果也有很大的差異性。目前，我國國內缺少較為系統化的標準，且相關的理論知識也不夠完整，需要開展更多的實驗以及分析總結工作，不斷的汲取國外的各類先進理論知識，以此來更好的完善我國風電發電機組軸承的工作，為其振動檢測理論提供科學依據，實時的開展技術監督管理工作，正確的指導檢修，找出設備存在的缺陷等問題，健全技術臺賬管理。

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（作者單位：安徽吉電新能源有限公司）