风力发电机组齿轮箱故障的诊断
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而损坏。如果机舱温度也很低，那么管
路中润滑油也会发生流动不畅的问题，这样当齿 轮箱油不能通过管路到达散热器，齿轮油温会不
断上升直至停机。
归纳起来，我们可以分析在我国风电场经常发生 齿轮箱故障可能
主要有以下原因：
1、齿轮箱润滑不良造成齿面、轴承过早磨损 -大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到
.0状态监测仪，对张北风场2台NTK300/31齿轮箱
进行了对比，通过齿轮箱内轴承和齿轮间啮合的 频率和振动分析，准确地找出了2号机齿轮箱的
故障点，既NJ234和
NJ320二个轴承损坏，为齿轮箱修复发现问题及 解决问题提供了判定依据，减少了修理周期，相
应提高了设备可用率。 机组情况描述:机型NTK300/31额定功率：3
/600kW风电机组齿轮箱高速端的速度、加速度、 温度进行检测，发现数据异常，经开箱后发现齿
轮油已严重污染，齿轮齿面已有磨损。 系统由三部分组成：状态探测器、数
据管理器及4应用软件。可通过状态探测器读出 机器状态，即两个振动测量值和一个温度测量值。 探测器自动把这些读数与预设参数作比较，当发
现超出正常值限时立即向操作人员发
的齿轮箱正常运行有一定影响。我国风电场多数 处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿， 地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产
生在风轮上除水平来流外还有径向气流
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分量。我国相当一部分地区气流的阵风因子影响 较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出 现超过其设计极限条件的情况。作为传递动力的
00kW 齿轮箱类型:JA/KECS520 安装风场：张北风电场
已运行时间：30,505h 已发电量：2,923,913kWh 齿轮箱损Leabharlann Baidu情况：首先
，轴承NJ234内圈挡环粉碎，IMl轴轴向串动 16mm，进而引起，轴承22318和NJ320损坏。 监测方式：分别对张北风场两台JA/KECS520高速
组。近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂
家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。 有的风场齿轮箱损坏率高达40~50，极个别品牌
机组齿轮箱更换率几乎接近10
0。虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全 世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风 电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认
真分析研究。 1)过去小容量风电
的设计最低运行气温在-20
℃以上，个别低温型风力电机发电机组最低可达 到-30℃。如果长时间在低温下运行，将损坏风力
电机发电机组中的部件，如齿轮箱。因此必须对 齿轮箱加温。齿轮箱加温是因为当
风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太 低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法 得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑
轴：输
出端的振动频谱说明无明显的轴承损坏特征。 图2振动加速度包络线频谱分析：无明显损坏 以上监测结果与实际检查完全吻合。通过对齿轮
箱的状态监测，我们准确的找到了
故障的位置和故障点，缩短了齿轮箱修理而造成 的风电机组停机时间。
2.应用SKF公司状态监测系统对风电机组齿轮箱故 障进行测试
采用SKF公司状态监测系统对43
微粒会污染润滑剂，影响功率传递，产生噪音， 造成齿面严重磨损或断裂，轴承内外圈或滚珠损 坏，严重的使机组无法转动而彻底停机。当机械
部件发生初期磨损时，其振动频谱上会
产生响应特征频率，通过测试仪器可以进行设备 的状态监测。
1.应用SKF公司CMVA6.0状态监测系统对风电机组 齿轮箱故障进行诊断
我们采用SKF的CMVA6
摘要:通过对不同齿轮箱振动频谱的检测结果的分 析，论述了判断齿轮箱由于长期处于某些恶劣条 件下，如交变载荷或润滑油失效，引起的齿轮和
轴承损坏的检测方法。分析了齿
轮箱出现故障的原因以及应采取的措施。 关键词：风电机电机齿轮箱轴承状态检测 一、风电机电机组齿轮箱的结构及运行特征 我国风电场中安装的风电机组多数为进口机
出警报。从探测器上发出的读数可立即显示和存
储在数据管理器上，数据管理器主要作用是输入、 存储和对机器状态进行检查。4软件可简化数据
轮表面咬伤甚至表面载荷过大而疲
劳破坏。说明当选择应用系数KA为1.3时，齿轮 传动链中载荷远超出按假设设计值。如果轴承选 择不合适，由于轴向载荷相当大，而造成轴承损
坏。 3、失速调节型风电机组
安装角如果设置过大时，冬季就会出现过功率现 象，过高载荷影响齿轮箱的寿命。 二、风电机组齿轮箱故障诊断
通过对风电机组旋转部件的运行特征进行状态监 测，比如实时
监测齿轮箱、主轴、电机发电机等部件的振动频 谱、齿轮油污染情况或定期对上述部件的状态进 行监测、记录，及时发现隐患，找出导致问题出
现的原因，相应采取措施加以解决。从
风力电机发电机组齿轮箱目前发生的故障来看， 齿轮、轴承部件的损坏主要有几种情况的磨损： 粘附磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、微动磨损
和气蚀。这些磨损出现之后，轻则金属
达需润滑部位而造成磨损
-润滑剂散热不好，经常过热
，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面
-滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而 失效
2、设计上存在缺陷 齿轮的承载能力计算一般按照ISO6336进行
。当无法从实际运行得到经验数据时，厂家可能 选用的应用系数KA为1.3，但实际上由于风载荷 的不稳定性，使得设计与实际具有偏差，造成齿
装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，
导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由 于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工 厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问
题，及时处理，还可以分析从出现故障
征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
3)在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极 端最低气温达到-40℃以下，而风力电机发电机组
机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来 为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW 以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混
合结构。由于风电机组容量不断增
大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这 样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。
2)由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲 相比有特殊性，可能对标准设计
路中润滑油也会发生流动不畅的问题，这样当齿 轮箱油不能通过管路到达散热器，齿轮油温会不
断上升直至停机。
归纳起来，我们可以分析在我国风电场经常发生 齿轮箱故障可能
主要有以下原因：
1、齿轮箱润滑不良造成齿面、轴承过早磨损 -大气温度过低，润滑剂凝固，造成润滑剂无法到
.0状态监测仪，对张北风场2台NTK300/31齿轮箱
进行了对比，通过齿轮箱内轴承和齿轮间啮合的 频率和振动分析，准确地找出了2号机齿轮箱的
故障点，既NJ234和
NJ320二个轴承损坏，为齿轮箱修复发现问题及 解决问题提供了判定依据，减少了修理周期，相
应提高了设备可用率。 机组情况描述:机型NTK300/31额定功率：3
/600kW风电机组齿轮箱高速端的速度、加速度、 温度进行检测，发现数据异常，经开箱后发现齿
轮油已严重污染，齿轮齿面已有磨损。 系统由三部分组成：状态探测器、数
据管理器及4应用软件。可通过状态探测器读出 机器状态，即两个振动测量值和一个温度测量值。 探测器自动把这些读数与预设参数作比较，当发
现超出正常值限时立即向操作人员发
的齿轮箱正常运行有一定影响。我国风电场多数 处于山区或丘陵地带，尤其是东南沿海及岛屿， 地形复杂造成气流受地形影响发生崎变，由此产
生在风轮上除水平来流外还有径向气流
zixun.ln.cn 凌源资讯
分量。我国相当一部分地区气流的阵风因子影响 较大，对于风电机组机械传动力系来说，经常出 现超过其设计极限条件的情况。作为传递动力的
00kW 齿轮箱类型:JA/KECS520 安装风场：张北风电场
已运行时间：30,505h 已发电量：2,923,913kWh 齿轮箱损Leabharlann Baidu情况：首先
，轴承NJ234内圈挡环粉碎，IMl轴轴向串动 16mm，进而引起，轴承22318和NJ320损坏。 监测方式：分别对张北风场两台JA/KECS520高速
组。近几年来，一批齿轮箱发生故障，有些由厂
家更换，也有的由国内齿轮箱专业厂进行了修理。 有的风场齿轮箱损坏率高达40~50，极个别品牌
机组齿轮箱更换率几乎接近10
0。虽然齿轮箱发生损坏不仅仅在我国出现，全 世界很多地方同样出现过问题，但在我国目前风 电机组运行出现的故障中已占了很大比重，应认
真分析研究。 1)过去小容量风电
的设计最低运行气温在-20
℃以上，个别低温型风力电机发电机组最低可达 到-30℃。如果长时间在低温下运行，将损坏风力
电机发电机组中的部件，如齿轮箱。因此必须对 齿轮箱加温。齿轮箱加温是因为当
风速较长时间较低或停风时，齿轮油会因气温太 低而变得很稠，尤其是采取飞溅润滑部位，无法 得到充分的润滑，导致齿轮或轴承短时缺乏润滑
轴：输
出端的振动频谱说明无明显的轴承损坏特征。 图2振动加速度包络线频谱分析：无明显损坏 以上监测结果与实际检查完全吻合。通过对齿轮
箱的状态监测，我们准确的找到了
故障的位置和故障点，缩短了齿轮箱修理而造成 的风电机组停机时间。
2.应用SKF公司状态监测系统对风电机组齿轮箱故 障进行测试
采用SKF公司状态监测系统对43
微粒会污染润滑剂，影响功率传递，产生噪音， 造成齿面严重磨损或断裂，轴承内外圈或滚珠损 坏，严重的使机组无法转动而彻底停机。当机械
部件发生初期磨损时，其振动频谱上会
产生响应特征频率，通过测试仪器可以进行设备 的状态监测。
1.应用SKF公司CMVA6.0状态监测系统对风电机组 齿轮箱故障进行诊断
我们采用SKF的CMVA6
摘要:通过对不同齿轮箱振动频谱的检测结果的分 析，论述了判断齿轮箱由于长期处于某些恶劣条 件下，如交变载荷或润滑油失效，引起的齿轮和
轴承损坏的检测方法。分析了齿
轮箱出现故障的原因以及应采取的措施。 关键词：风电机电机齿轮箱轴承状态检测 一、风电机电机组齿轮箱的结构及运行特征 我国风电场中安装的风电机组多数为进口机
出警报。从探测器上发出的读数可立即显示和存
储在数据管理器上，数据管理器主要作用是输入、 存储和对机器状态进行检查。4软件可简化数据
轮表面咬伤甚至表面载荷过大而疲
劳破坏。说明当选择应用系数KA为1.3时，齿轮 传动链中载荷远超出按假设设计值。如果轴承选 择不合适，由于轴向载荷相当大，而造成轴承损
坏。 3、失速调节型风电机组
安装角如果设置过大时，冬季就会出现过功率现 象，过高载荷影响齿轮箱的寿命。 二、风电机组齿轮箱故障诊断
通过对风电机组旋转部件的运行特征进行状态监 测，比如实时
监测齿轮箱、主轴、电机发电机等部件的振动频 谱、齿轮油污染情况或定期对上述部件的状态进 行监测、记录，及时发现隐患，找出导致问题出
现的原因，相应采取措施加以解决。从
风力电机发电机组齿轮箱目前发生的故障来看， 齿轮、轴承部件的损坏主要有几种情况的磨损： 粘附磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、微动磨损
和气蚀。这些磨损出现之后，轻则金属
达需润滑部位而造成磨损
-润滑剂散热不好，经常过热
，造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面
-滤芯堵塞、油位传感器污染，润滑剂“中毒”而 失效
2、设计上存在缺陷 齿轮的承载能力计算一般按照ISO6336进行
。当无法从实际运行得到经验数据时，厂家可能 选用的应用系数KA为1.3，但实际上由于风载荷 的不稳定性，使得设计与实际具有偏差，造成齿
装置-齿轮箱，由于气流的不稳定性，
导致齿轮箱长期处于复杂的交变载荷下工作。由 于设备安装在几十米高空，不可能容易地送到工 厂检修，因此经常进行状态监视可以及时发现问
题，及时处理，还可以分析从出现故障
征兆到彻底失效的时间，以便及时安排检修。
3)在我国北方地区，冬季气温很低，一些风场极 端最低气温达到-40℃以下，而风力电机发电机组
机组齿轮箱多采用平行轴斜齿轮增速结构，后来 为避免齿轮箱造价过高、重量体积过大，500kW 以上的风电机组齿轮箱多为平行轴与行星轮的混
合结构。由于风电机组容量不断增
大，轮毂高度增加，齿轮箱受力变得复杂化，这 样就造成有些齿轮箱可能在设计上就存在缺陷。
2)由于我国有些地区地形地貌、气候特征与欧洲 相比有特殊性，可能对标准设计