一起風電齒輪箱高速軸故障處理與分析

劉玉保

國華(寧夏)新能源有限公司 寧夏 銀川 750000

一、簡介

南京高速齒輪制造有限公司(簡稱：南高齒)作為全球領先的風電傳動設備制造商之一，在國際市場上與全球頂級的主機廠商均有深入的業務合作。同時南高齒緊跟國家發展戰略，先后自主研發了為多種機型風電機組配套的風電齒輪箱。

寧夏青山風電場采用46臺2.2MW雙饋型變槳變頻風力發電機組，機組配置有南高齒制造的FD2350Y一級行星兩級平行軸結構的齒輪箱。高速級因為轉矩相對小、轉速高等特點，長期持續運行，出現故障的情況比較多。

二、故障及拆解情況

2020年07月20日，青山風電場開展45#機組年度定檢工作，當拆下聯軸器防護罩準備發電機對中時，發現高速制動盤變色。靠發電機側摩擦片已磨光僅剩下底板、摩擦片兩端的擋塊被磨掉3mm(見圖1)、制動盤圓周的表面出現火焰藍。當投退液壓剎車時，發現高速軸有前后移動現象。

圖1

由此判定齒輪箱高速軸整體發生后竄，經測量后竄距離大約5mm。隨后對齒輪箱高速軸做進一步拆解，發現齒輪箱高速軸QJ軸承左半內圈(遠離電機端)與定距環接觸面磨損，軸承內孔、對應軸徑位置均有磨損痕跡，說明QJ軸承跑內圈造成磨損(見圖2)。

南高齒FD2350Y型主齒輪箱高速軸驅動端采用SKF 2230EC/L2B+QJ330軸承，QJ330軸承外圈開鍵槽通過壓板及端蓋預緊，內圈通過鎖緊螺母(見圖3)。這種固定方式對鎖緊螺母緊固要求高，若緊固力不足，內圈間隙增大，容易軸向竄動。緊固力過大，會影響軸承潤滑。

圖2

圖3

三、故障原因及措施

此次高速軸后竄從運行工況、高速軸軸徑配合尺寸、發電機對中等方面分析，各項指標均符合設計要求。通過對此次故障的反推以及應用經驗，QJ330軸承鎖緊母裝配過程中未預緊到位是造成高速軸后竄的原因。

故障發生后，一是整體更換了齒輪箱高速軸；二是按照廠家給定的工藝校驗鎖緊螺母力矩；三是安裝在線軸系竄動監測裝置接入主控實時監控，避免因軸系后竄、制動盤發熱造成更大的損失。