齿轮箱的设计缺陷导致的故障分析

 齿轮箱的设计缺陷导致的故障分析

  由于风力发电机组的特殊要求，所以用在风力发电机组的齿轮箱要求体积小、重量轻、性能优良、运行**、故障率低等特点。齿轮传动是机械设备中较为常用的传动方式之一，风电齿轮箱运行状态是否正常关系到整台机组的工作状况。据相关的统计数据表明，齿轮箱发生的故障有40%的原因是由于齿轮箱设计、制造、装配及原材料等因素引起的；另外有43%的原因是因为用户维护不及时和操作不当引起的，17%的原因是由周围相邻条件的故障或缺陷引起的。通过一系列的数据表明，为了确保风电齿轮箱能够安全、正常地运行，提高齿轮传动的**性，一方面需要改进设计、提高加工制造精度以及改善装配质量，另一方面则**提高运行管理和维护水平，要对齿轮传动装置进行状态监测和故障诊断。

  统计数据表明，齿轮箱中发生故障的主要部件是轴承、轴、箱体和紧固件，其中轴承的所占的比列达到了20%。由此可见，在齿轮箱中齿轮本身的故障所占比重大。说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其运行维护水平是关键问题。齿轮在机械加工中是一种高度复杂的成形零件，而在高速重载下运行的齿轮、其工作条件又相对比其他零部件恶劣，特别是风电齿轮箱更是如此。

  齿轮箱的故障诊断方法大体上可分为两大类，一类是通过齿轮运转过程中所产生的振动、噪音和油温等动态信号，运用信号处理方法来完成故障分析、诊断；另一类是根据摩擦磨损理论，通过润滑油液分析来达到故障诊断的目的。主要是通过分析润滑油里金属的成分来预测是那一部分的材料，从而判断是否属于正常现象。

  传动齿轮在运转时，由于其本身制造不良、操作维护不善等，均可能导致齿轮产生故障。因此，齿轮故障可划分为两大类：一类是由制造和装配等原因造成的，比如齿轮误差、齿轮与内孔不同心等；另一类是齿轮由于长期运行而形成的，通常轮齿的表面承受的载荷很大，两啮合轮齿之间既有相对滚动又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在齿轮节点两侧的方向相反，从而出现了力的脉动，于是在长期运行中将导致齿轮表面发生点蚀、疲劳剥落、磨损等。
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