风电齿轮箱操作手册

1.5MW风电齿轮箱
操作维护手册
(审查稿)
通用减速机厂
目录
1.用途与结构 2
2.辅助装置 3
3.性能参数 6
4.安装 8
5.运行前的准备工作 9
6.起动 10
7.运行 11
8.故障原因与处理方法 13
9.维护 15
10.运输、储存 16
11.安全防护 17
12 易损件明细 18 1.用途与结构
该齿轮箱用于PWE1570/1577型风力发电机，其用途是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并通过齿轮箱齿轮副的增速作用使输出轴的转速提高到发电机发电所需的转速。

齿轮箱由两级行星和一级平行轴传动以及辅助装置组成。

为了传动平稳和提高承载能力，齿轮采用斜齿并精密修形，外齿轮材料为渗碳合金钢，内齿轮为合金钢，一级行星架采用高合金铸钢材料，二级行星架和箱体采用高强度抗低温球墨铸铁。

主轴内置于增速机，与第一级行星架过盈连接。

齿轮箱通过弹性减震装置安装在主机架上。

齿轮箱的轴向空心孔用于安装控制回路电缆。

具体结构见图1。

图1
2 辅助装置
2.1润滑供油系统：润滑供油系统由泵-电机组、过滤器、阀及管路等组成，用于润滑系统所需的压力和流量，并控制系统的清洁度。

其工作原理见图2。

油泵上的安全阀设定压力为10bar,以防止压力过高损坏系统元件。

当润滑油温度低或当过滤器滤芯压差大于4bar时，滤芯上的单向阀打开，液压油只经过50μ的粗过滤；当温度逐渐升高，滤芯压差低于4bar时，液压油经过10μ和50μ两级过滤。

无论何种情况，未经过滤的液压油决不允许进入齿轮箱内各润滑部位。

当油池温度低于30°C时，过滤器的压差发讯器报警信号无效；而当油池温度超过30°C时，当压差达到 3 bar时，此时报警信号才有效，必须在两天内更换清洁的滤芯。

图2
2.2风冷却器：用于冷却齿轮箱的润滑油。

该风冷却器由电机、高性能
轴向风扇、散热片和温控阀、旁通阀组成。

其工作原理见图2，即当齿轮箱的油温达到55℃时，温控阀关闭，风冷却器开始自动工作，润滑油经风冷却器冷却后再进到齿轮箱进行强制润滑；当油池温度降到45℃时，风扇冷却器自动停止工作，润滑油直接经温控阀进到齿轮箱进行强制润滑。

当冷却器的压差达到6bar时，旁通阀开启，润滑油不经冷却器而直接进到齿轮箱。

2.3 加热器及温度开关：齿轮箱共设有六个加热器接口，通常安装使用三个加热器，另外三个备用。

在北方严寒的冬天，可适当增加安装加热器的个数。

控制加热器工作的温度开关（电阻温度计PT100）位于输出箱体的下部。

当油池温度低于5℃时，加热器开始工作；当油池温度高于或等于10℃时，加热器停止工作。

2.4 液位传感器：齿轮箱输出端装有一个液位传感器和一个圆形油标，可通过其观察油位。

设计要求的油位：安装后静止状态下，液面距齿轮箱输出端中心170-180mm，见图3。

2.5 电阻温度计PT100:增速机的输出端安装三个PT100电阻温度计，一个监测齿轮箱油池温度，来控制加热器的开启和关闭。

另外两个监测输出轴上两个轴承的温度，当轴承温度高于或等于90°C时，降功率运行即负载能力下降到额定负荷的80 % ；当轴承温度高于或等于95°C时，齿轮箱必须停机，决不许采用制动器制动。

2.6恒温开关：该温控开关位于输出箱体的下部，用于监测齿轮箱油池的最高温度。

温控开关设定在80℃，如果达到预定的温度，齿轮箱必须停机，决不许采用制动器制动。

但供油系统和冷却器应继续运行使油池
温度降低，一旦温度被降到75℃，恒温开关复位，齿轮箱可重新起动。

2.7 压力继电器：在润滑系统油路中设有压力继电器，用于监测润滑系统的工作压力，压力发讯值可设定。

油压小于0.8bar,会造成齿轮箱润滑不足，报告有故障，齿轮箱停机。

图3
2.8风轮锁：当对系统进行检修时，可以通过风轮锁锁定风轮，确保风力发电机处于安全状态，检修好后取下。

对于在一定时间内停机或等待调试的风力发电机，一定要用风轮锁锁定风轮。

如果只启用制动器，因齿轮箱高速级齿轮副存在啮合侧隙，风轮的轻微转动经104.125倍的增速，而润滑系统不工作，必然引起齿轮副之间的频繁碰撞、冲击，从而导致该停机状态相互啮合齿面（约三个齿）的接触疲劳、檫伤、滑痕。

3.性能参数
3.1功率、公称转速和扭矩
3.2极限载荷
3.3齿轮箱润滑油
3.4润滑供油系统油泵技术参数
3.5尺寸和重量
3.6螺栓的预紧力矩
3.7电气元件规格参数
4.安装
4.1齿轮箱要由具有齿轮箱安装经验的工人技师正确安装。

4.2齿轮箱通过夹紧法兰和楔块被固定到主机架上。

在齿轮箱与夹紧法兰、齿轮箱与主机架之间均有减噪板弹簧。

齿轮箱与水平轴倾斜4.5°安装，输出端向下倾斜。

必须保证齿轮箱牢固装在机架上，传递到机架上的所有力能被有效地吸收。

扭矩必须均匀地分配在箱体法兰的两个楔形切口处。

4.3 依靠过盈与齿轮箱输出轴联接的联轴器或制动器，装配前应先加热联轴器或制动器后再装到齿轮箱输出轴上，严禁敲打安装，齿轮箱输出轴与发电机输入轴的同轴度误差控制在φ0.10mm内。

4.4装在齿轮箱驱动端上的部件（滑环装置）要按厂家的说明书正确安装，不得敲击齿轮箱。

4.5风轮锁紧机构的联结板与齿轮箱法兰轴要采用冷装，即用液态氮冷冻圆柱销约60分钟，然后测量其直径尺寸，尺寸合格后将其装入联结板和法兰轴，严禁敲击齿轮箱。

4.6.冷却器与出入口软管、润滑系统（含吸油管）与齿轮箱、溢流软管与齿轮箱的连接要由装配管工专业人员正确装配，用胶密封的部位要均
匀涂抹密封胶，法兰连接螺栓要用力矩扳手按规定力矩紧固，以免泄漏。

4.7 安装电阻温度计时，注意O型密封环不得缺失，以免泄漏。

4.8 为了总装，已交付齿轮箱的某些零部件不得不拆卸下来，如润滑系统等，一定要作好配对标记，不得混淆。

重新装配时，如有疑难问题，可咨询齿轮箱厂或齿轮箱厂给予指导，以保证正确安装。

5.运行前的准备工作
5.1推荐使用Mobil SHC XMP 320润滑油，或与其相近的具有抗老化、抗腐蚀和抗磨损性能的其他品牌润滑油。

油清洁度等级为ISO 4406规定的19/17/14。

另外要避免所选的润滑油与齿轮箱的内腔涂层发生冲突，齿轮机体内腔涂层材料为海虹老人牌85671白色环氧树脂漆。

5.2 给齿轮箱注入润滑油并检查液位计
●取下注油螺塞或视孔盖（一定要注意清洁）。

●在注油口插入装有精滤器的注油漏斗。

●搅动润滑油。

●将齿轮箱注油到要求的油位上限，即液面距齿轮箱输出端中心170mm
（静止状态），检查液位计所显示的液面高度是否符合实际。

●重新装入注油螺塞或盖上视孔盖，切记装入密封垫片。

5.3检查润滑供油系统
●运行润滑供油系统，需要油温至少大于0℃。

●启动油泵－电机组低速级运行（从电动机的风扇端看，其旋转方向
应为顺时针方向，严禁反转），油压应该在几秒钟内升高到至0.8bar。

当油温达到大于40°C时供油系统必须切换到高速级，油压应该在几
秒钟内升高到至少2 bar。

但是如果在30秒后，低速级时油压超过0.8 bar或者高速级时油压超过2.0 bar，就必须关闭供油装置，这说明发生了故障。

原因可能是油泵无油运行，需要对泵注油。

5.4检查风冷却器
启动前先确认电机的转向，从电动机的风扇端看，其旋转方向应为顺时针方向，严禁反转。

6.起动
6.1 常温启动
齿轮箱启动前，先检查齿轮箱润滑油液位的高度，然后启动油泵-电机组，当齿轮箱入口处的油压达到大于 0.8 bar时，才可启动齿轮箱。

6.2 低温启动(机舱内和齿轮箱的油池温度在-15°C 和0°C之间)
●启动加热系统（温度≥10°C时再停止）
●油池温度达到≥0°C时，启动油泵低速级运行。

●采用低速运行模式即空载运行。

●油池温度达到≥5°C后，可以带额定负荷的25 %运行。

绝对不允许在供油装置没有运行时，就带载运行
6.3首次启动（磨合期启动）：
●首次启动的最初50小时内，在油池温度和轴承温度正常的条件下，
齿轮箱只可以带50 %的额定负荷运行，如果在这个阶段没有出现问题，可以将负荷增加到额定值再运行50小时。

这100小时的运行期称为磨合期。

●磨合期结束时，要在额定负荷运行时进行紧急停车测试。

●在磨合期，不可以通过制动器进行紧急停机，除非绝对必要。

●在磨合期要经常监测油温和轴承温度，需要格外注意的是：整个磨
合期必须运行润滑供油系统来进行强制润滑。

6.4油池温度与负载
●油池温度低于0°C时，不带载运行。

●油池温度高于等于0°且低于25°C时，负载能力下降到额定负荷
的25%。

●油池温度等于75°C，或者齿轮箱轴承温度高于等于90°C时，负载
能力下降到额定负荷的80 % 。

●油池温度高于80°C，或者齿轮箱轴承温度达到95°C时，齿轮箱停
机。

7．运行
在风力弱的情况下，齿轮箱从负载运行切换成低速运行模式或者全部停止时，应继续运行润滑供油系统，以确保齿轮箱和润滑供油系统均匀冷却，这样做可以防止油路冻结。

7.1 低速运行
●齿轮箱不应完全停止，而应以空转模式运行。

●油池温度低于5°C时，启动加热器（停止油加热器的温度10°C）。

●油池温度高于等于10°C，润滑供油系统（低速级）每十分钟启动工
作20秒，加热器保持关闭。

7.2中断运行
如果由于风力过强或太弱不允许运行，应按照下述情况启动或停止供油装置和加热器。

●油池温度低于5°C时，启动加热器。

●油池温度为5°C 到10°C时，启动润滑供油系统（低速级），并启动
油加热器。

●油池温度高于10°C时，润滑供油系统（低速级）每十分钟启动工
作20秒，加热器保持关闭。

7.3运行中冷却器的控制
冷却器的工作由润滑供油系统上的温控阀来控制。

当齿轮箱的油温达到55℃时，温控阀关闭，风冷却器开始工作，润滑油经风冷却器冷却后再进到齿轮箱进行强制润滑；当油池温度降到45℃时，风冷却器停止工作，润滑油直接经温控阀进到齿轮箱进行强制润滑。

7.4运行中油压的检测
●压力继电器安装在齿轮箱润滑管路中压力油入口前方。

油压在正常
运行条件下（油泵高速运行）应达到约2 bar，如果低于0.8 bar会造成润滑不足，齿轮箱在30秒内停止工作。

●过滤器的压差发讯器在油池温度超过30°C时才启动。

当压差达到 3
bar时，压差发讯器发讯，报警信号有效，必须在两天内更换清洁的滤芯。

7.5运行中油位检测
●启动设备之前油位检测系统（油位开关）必须给出解锁信号。

●为避免在正常运行过程中或在低速运行模式下由于油位波动产生故
障信号，油位开关的信号应持续至少30秒后设备才停机。

如果信号在30秒内中断，时间重新计时。

7.6重要说明！！！
7.6.1在带载运行期间，要特别注意检测轴承温度、齿轮箱噪声和发电机电流，尤其对运行时发出的不正常的噪声要及时查找原因或报告。

7.6.2只有当齿轮箱处于静止或低速运行模式时才可启动运行加热器。

在正常运行条件下禁止启动和运行加热器。

7.6.3 欲使风力发电机停止运行，除非绝对必要（有紧急情况），否则一律不准使用制动器进行停车。

因为制动器施加在齿轮箱高速轴上的制动力矩，使高速齿轮副的轮齿承受突然过载冲击，易引起轮齿的折断。

7.6.4对于在一定时间内停机或等待调试的风力发电机，一定要用风轮锁锁定风轮。

如果只启用制动器，因齿轮箱高速级齿轮副存在啮合侧隙，风轮的轻微转动经104.125。

倍的增速，而润滑系统不工作，必然引起齿轮副之间的频繁碰撞、锤击和干摩擦，从而导致该停机状态相互啮合齿面（约三个齿）的接触疲劳、檫伤、滑痕。

7.6.5 润滑系统不工作时允许风轮的转速为0.2转/分，超过此转速必须启动润滑系统油泵低速级运行。

7.6.6 当齿轮温度低于0°C时，不许启用制动器制动，因为齿轮材料的低温脆性，以避免冲击断齿。

8.常见故障原因分析与处理方法
8.1 齿轮油泵过载
故障原因：齿轮油泵过载多发生在冬季低温气象条件下，长期停机
后或新安装调试的风力发电机组齿轮箱温度低，润滑油粘度增加，造成油泵启动时负载较重，导致油泵电机过载。

处理方法：出现该故障后应使机组处于待机状态下逐步加热齿轮油至0°C以上，再按规程启动油泵、风机，避免强制启动风电机组，以免因润滑油粘度较大造成润滑不良，损坏齿面或轴承以及润滑系统的其它部件。

8.2润滑油温度过高
故障原因：齿轮油温度过高一般是因为风电机组长时间处于额定发电状态，润滑油因齿轮箱发热而温度上升超过正常值。

处理方法：出现温度接近齿轮箱工作温度上限的现象时，可敞开塔架大门，增强通风降低机舱温度，改善齿轮箱工作环境温度。

若发生温度过高导致的停机，不应进行人工干预，使机组自行循环散热至正常值后启动。

另外应观察齿轮箱温度变化过程是否正常、连续，以判断温度传感器工作是否正常。

若在一定时间内，齿轮箱温升较快，且连续出现油温过高的现象，应当首先登机检查散热系统和润滑系统工作是否正常，温度传感器测量是否准确，然后再进一步检查齿轮箱工作状况是否正常，尽可能找出发热明显的部位，初步判断损坏部位。

必要时开启观察孔检查齿轮啮合情况或拆卸滤清器（放油阀）检查有无金属杂质，同时采集油样，为设备损坏原因的分析判断搜集资料。

在风电机组的日常运行中，对齿轮箱运行温度的观察比较，对维护人员及时准确地掌握齿轮箱的运行状态有着较为重要的意义。

8.3润滑油位低
故障原因：润滑油位低是由于润滑油低于油位设定值，系统自动发出报警。

处理方法：风电机组发生该故障后，运行人员应及时到现场可靠检查齿轮油位，必要时测试传感器功能。

不允许盲目复位开机，避免润滑条件不良损坏齿轮箱或者齿轮箱有明显泄漏点开机后导致更多的齿轮油外泄。

9.维护
性能保证的前提条件是按照使用说明操作，并定期检查，做好维护记录，做下列检查可以及时发现早期损坏并预防继发损坏。

9.1月检
●检查油位
●检查油密封
●听齿轮箱运行是否有噪音
●对过滤器进行清洗
●外观检查风轮-主轴法兰之间的过渡部分是否有腐蚀。

9.2 半年检
●清除油冷却器的灰尘（防止热量积聚）
●检查检测装置工作是否正常
●打开观察盖，检查齿轮状况
●对空气过滤器用清洗剂进行清洗
●采集油样分析
●进行螺栓力矩的检查
重要说明！不要使任何污染物通过观察口进入齿轮箱。

9.3 换油
油的使用寿命取决于齿轮的工作量、油的污染程度和油老化情况。

通过油样分析可了解油的状况。

应在润滑供油系统的滤油器之前采集油样。

注意：加入新油以补充取出的油量。

●运行400-800小时，需要进行首次油样检测分析，然后决定是否可以
继续使用。

●油样分析的时间间隔由润滑油公司确定，但是无论如何不应超过半
年。

●三年以内要完全更换润滑油。

●齿轮箱油温长期超过70℃时，温度每上升10℃，换油间隔大约减少
一半。

9.4装好待用的齿轮箱的维护
●停机时间少于 6个月，每三周空载运行齿轮箱约5分钟。

●停机时间大于 6个月，且齿轮箱处于安装位置，先将齿轮箱注满防
腐油到满油位标志,并空载运行约5分钟，之后齿轮箱必须每三个月空载运行一次，每次约5分钟。

重新使用齿轮箱前要排空防腐油并冲洗齿轮箱。

9.5外购配套件，应按制造商提供的说明书进行操作和维护。

9.6在现场维修期间，齿轮箱与地面必须绝缘，防止在焊接时电流损伤轴承、齿轮。

10.运输、储存
10.1如果在合同中没有专门规定，按国家标准GB/T 7284-1999木制包
装箱和出口包装箱。

齿轮箱要整体、水平状态运输。

10.2 运输齿轮箱时要特别小心。

防止由于用力不当和不按规定进行吊
装和固定导致的损坏。

10.3对整个齿轮箱的运输，应使用链或绳、钩环和吊钩。

吊环螺栓不
允许用于运输，在齿轮箱机体法兰上拧入吊钩。

10.4齿轮箱配备有油泵和管路，运输时需特别小心，如果运输前拆下
一些管路部件，在管路分离位置，管接头、丝孔应进行有效的防护以免进入杂质。

10.5如果交货后齿轮箱不能立即安装，必须小心存放在受保护的地方，
避免振动，防止灰尘进入和潮湿，并定期进行维护。

10.6应对齿轮箱体提供内部防腐剂处理，以确保大约6个月的充分防
腐，长期保存应在合同中规定。

10.7对于输出轴端，提供使用寿命大约一年的放锈涂层。

10.8齿轮箱润滑油由用户自备，制造厂不提供。

11. 安全防护
11.1设备操作人员必须负责监督未授权人员对齿轮箱的操作，不允许
有影响齿轮箱安全的未被授权的改造和更换。

11.2设备操作人员必须保证齿轮箱在良好状态下运行。

操作人员有责
任立即报告影响齿轮箱安全的任何情况。

11.3进入风机轮毂的任何操作必须在齿轮箱风轮锁锁定进行。

11.4起动前，维修后，必须确保所有安全装置就绪。

11.5齿轮箱操作受国家安全标准和事故预防规范约束。

11.6应对转动部分进行保护，防止操作人员无意识接触而受伤害。

易损件明细。