風電機組齒輪箱軸承常見失效模式及解決方案

　　1. 引言

　　風電機組齒輪箱是連接機組主軸和發(fā)電機的傳動部件，其主要功能是將主軸的低速運轉(zhuǎn)輸入，轉(zhuǎn)化成中速或高速發(fā)電機所需的輸出，是風力發(fā)電機中的重要部件之一。由于風力發(fā)電機齒輪箱的復(fù)雜工況及對可靠性等方面的高要求，風力發(fā)電機齒輪箱的設(shè)計及應(yīng)用，尤其是作為關(guān)鍵零部件的軸承的選型、安裝及使用顯得尤為重要。不恰當?shù)妮S承選型或是不當?shù)陌惭b和使用，會導(dǎo)致軸承的各種損傷和失效模式，甚至還可能會損傷到齒輪箱里其他的零部件。這些損傷和失效都會直接或間接的導(dǎo)致機組停機，不但影響生產(chǎn)率，還會產(chǎn)生計劃外的更換和維護成本。鐵姆肯公司可針對多種常見失效模式提供有效解決方案。

　　2. 風電機組齒輪箱軸承常見失效模式及解決方案風力發(fā)電機齒輪箱設(shè)計多種多樣，但是基本上都是由行星級和平行級組成。本文以目前比較常見的一種以行星架為輸入，內(nèi)齒圈固定，太陽輪輸出并傳遞到平行級的設(shè)計為例，分析說明常見的軸承失效模式及相應(yīng)的解決方案。

　　2.1 行星架軸承

　　2.1.1 常見失效模式　行星架軸承的選型和應(yīng)用是和主軸的設(shè)計相關(guān)的。目前常見的行星架軸承是滿裝滾子的圓柱滾子軸承。如果主軸軸承選用調(diào)心滾子軸承，不論是單個調(diào)心滾子主軸軸承的3 點支承設(shè)計還是兩個調(diào)心滾子主軸軸承的4 點支承設(shè)計，由于調(diào)心滾子軸承徑向和軸向游隙的存在（如圖1 所示），當風力發(fā)電機在剎車或是其他出現(xiàn)軸向載荷交替變換方向的工況時，主軸及其后面連接的行星架在軸向可能會有竄動。此時如果使用圓柱滾子軸承作為行星架軸承，由于其內(nèi)外圈在軸向方向上有一定的相對錯位空間，因此來自主軸的軸向竄動會傳遞到行星架的圓柱滾子軸承，而如果竄動量足夠大，則對圓柱滾子軸承會造成沖擊。而且，由于內(nèi)齒圈和齒輪箱箱體是連成一體的，所以行星輪和行星架一起軸向竄動還會對行星輪造成齒面磨損（如圖2 所示）。

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