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  ·639·安适质地 开发工程本事与策画2017年1月下 风电机组发电机轴承阻滞阐明及惩罚侯晓林(山东龙源风力发电有限公司 山东济南 250000)【摘要】风电机组发电机轴承阻滞的原由众种众样,凭据其利用条款和轴承失效外面,指出了变成发电机轴承失效的根基原由是因为双馈感觉发电机变频驱动所导致的轴承过电流和相应的电腐化、轴承的磨损及轴承的润滑等。联合 Vestas V80--2.0MW 风力发电机轴承阻滞实例,阐明了其失效的原由及相应惩罚进程;提出了极少惩罚风力发电机轴承惩罚的形式及退换轴承的流程。【环节词】风力发电机组;轴承失效;电腐化;微动磨损 1、风电机组...

  639安适质地 开发工程本事与策画2017年1月下 风电机组发电机轴承阻滞阐明及惩罚侯晓林(山东龙源风力发电有限公司 山东济南 250000)【摘要】风电机组发电机轴承阻滞的原由众种众样,凭据其利用条款和轴承失效外面,指出了变成发电机轴承失效的根基原由是因为双馈感觉发电机变频驱动所导致的轴承过电流和相应的电腐化、轴承的磨损及轴承的润滑等。联合 Vestas V80--2.0MW 风力发电机轴承阻滞实例,阐明了其失效的原由及相应惩罚进程;提出了极少惩罚风力发电机轴承惩罚的形式及退换轴承的流程。【环节词】风力发电机组;轴承失效;电腐化;微动磨损 1、风电机组发电机轴承失效正在种种各样机器修设的零件中,轴承是最要紧的一面,电机中的轴承失效还也许由许众其他原由变成,如:进步预期负荷、润滑欠妥、运输和停机时的欠妥解决、电腐化、安设拆卸变成损坏、轴承内部的污染、密封失效、轴和轴承室公差配合欠妥等。每个成分都邑变成区别的损害,同时,会正在轴承里留下他们自身特有的踪迹。寻常来讲轴承的失效有 1/3 是因为轴承仍然到了疲惫剥落期;1/3 由于润滑不良导致提起失效;1/3 由于污染物进入轴承或安设不精确导致轴承提前失效。通过对利用实例和轴承失效外面的探索发明,风力发电机中的轴承失效都直接或者间接的与过电流、磨损和润滑相合。1.1 轴承电腐化失效正在变频器供电的双馈发电机中,电流流过轴承的题目万分常睹,这种情景便是所谓的电腐化。轴承电腐化平日产生正在电流经由滚动体从一个滚道流到另一个滚道的时刻。电蚀对轴承的捣鬼水平取决于放电能量和延续时辰,但捣鬼成绩根基近似,网罗:滚动体和滚道上的细微电蚀凹坑、润滑火速退化、失效第二阶段的搓板纹及相应的轴承失效等。放电时形成的热量会使轴承原料外观融溶,形成凹坑,同时金属的融屑会产生迁移,摆脱原本的地位。电蚀凹坑外观的金属会被再硬化,变得比之前的轴承原料更脆。再硬化层下面是一层退火层,这一面的原料譬喻圆软。受毁伤的轴承外观看起来发暗,其特性是有许众融溶的小坑。这些细微的凹坑遍布于滚动体外观和滚道之上,凹坑的尺寸很小,无论正在内圈、外圈或者滚动体上,它的直径平日有只要 5 ~ 8m。因而也只要正在万分高倍的显微镜下才可能看到这些凹坑的形势。1.2 轴承磨牺牲效平日境况下,轴承内部的磨损很少。当外界颗粒污染进入轴承或润滑缺乏时,便会导致磨损的产生。停机时,轴承的振撼也也许导致磨损。风力发电机的策画央浼不光要适合运转时的卑劣境遇,同时还要适合庇护时停机的工况。发电机中的轴升平日是盛开式的深沟球轴承,由外界的迷宫式密封维护轴承,即使如许,还是存正在着污染物进入轴承的危害。污染的最广博出处网罗:润滑缺乏 ( 例如,干燥的优质颗粒 ) 形成的污染,损坏的密封件,境遇污染颗粒以及因为安设和退换轴承座操作欠妥惹起的污染等。这些污染颗粒颠末滚动体的滚压就会正在轴承的滚道上导致疲惫造成散裂。正在运输进程中,假设发电机的转子轴固定不良,振撼产生正在轴承的逛隙之中,这些都有也许损坏轴承;同样,假设发电机处于停机形态,颠末一段时辰的振动也会导致轴承毁伤。正在发电机静止时,轴承内部彼此接触的部件之间没有润滑剂来造成油膜,进而形成滚动体和滚道之间的金属直接接触。假设再引入外界的振动(例如,偏航时的振动),这个振动就会使滚动体相对滚道产生万分细微的位移,正在云云的位移境况下金属之间细微的冷焊点和磨损会使滚道形成损坏,展现微动磨损;同时受气温改观造成的冷凝水、海风中的盐分、酸雨和腐化性气体等的腐化,使蒙受的微动磨损中随同有微动腐化,加剧了轴承的微动磨损。云云的损坏平日产生于滚子等间距的地方,大白颜色的改观或者光泽的改观。这种损坏便是所谓的“伪布氏压痕”。正在微动再三功用下,裂纹扩展并最终造成剥落。1.3 轴承润滑失效滚动轴承安靖运转到达运转寿命的一个要紧条款便是有足够的润滑。润滑剂的功用便是造成维护性油膜,分开滚动接触外观,避免金属与金属的直接接触。润滑剂还应有维护相应部件不受腐化的功用。当利用润滑脂举动润滑剂时,它的功效必要有某些拓展,诸如:维护轴承不受固体颗粒、尘土和水的污染等。油脂有极少要紧的职能,网罗:黏度、油膜造成技能和密度等。对油膜厚度最要紧的影响成分便是轴承的巨细、转速、温度,负荷及基油黏度。要获取润滑脂的某些出格职能往往必要极少增添剂,如:防锈增添剂可能避免金属生锈及润滑脂的氧化。风力发电机被安设活着界各地,经受区别的天色境遇,也要适合区别的境遇改观。风力发电机中的润滑剂要适合这些改观。有时正在特定的职责境遇 ( 比方温度 ) 下的参数万分难以凿凿预知,导致了因为润滑脂选型欠妥变成的润滑出现不良。缺乏量的润滑会导致金属外观疲惫和磨损,从而减小轴承的寿命。假设滚动体和滚道之间的润滑膜太薄,金属外观就不会被充沛分开,就会产生金属和金属的直接接触。云云的境况也许是由污染、润滑缺乏等境况变成的。对轴承按期举行增补润滑,关于保障它的优良运转和到达估计寿命万分要紧。平日每 6 个月就要正在例行庇护中增补;然而有时云云的时辰间隔相关于风力发电机轴承的实质职责情形来说又太长了。2、风电机组发电机轴承阻滞查抄诊断寻常风电机组发电机轴承策画寿命是 20 年,平常境况下轴承转动机动无异声,温升不进步 55K。展现阻滞后,常出现为轴承温升过高、轴承异声、轴瓦烧坏等。而轴承质地常睹阻滞是轴承滚道外观剥落,变粗略;滚道外观变色、刮痕、生锈和腐化;轴承外里圈及滚动体一面破损和割裂;初期轴承过热,后期轴承烧死,坚持架割裂等。最初的轴承阻滞诊断是操纵听棒,靠听觉来判决。这种形式至今仍正在沿用,此中的一一面已改革为电子听诊器,比方用电子听诊器来查抄、判决轴承的疲惫毁伤。操练有素的职员凭体味能诊断出方才产生的疲惫剥落,有时乃至能辨认出毁伤的地位,但真相影响成分较众,牢靠性较差。继听棒、电子听诊器之后,正在滚动轴承的形态监测与阻滞诊断职责中又引入了种种测振仪,用振动位移、速率和加快率的均方根值或峰值来判决轴承有无阻滞,云云裁减了监测职员对体味的依赖性,提升了监测诊断的凿凿性,但仍很难正在阻滞初期实时做出诊断。 因而,正在运转中的轴承,为了保障它正在优良的条款下永久运转,尽量正在阻滞初期就发明题目、惩罚题目;平居要要点查抄轴承的滚动声、振动、温度和润滑剂。北京赛车官网网址2.1、轴承的滚动声滚动轴承的滚动声首要是两种:轴承固有的滚动声和轴承装机后形成的噪音。固有滚动声是由滚动体与滚道接触时的弹性性情形成,是一种连接而狡猾的声响;尚有便是滚动体与坚持架产生的有周期性的颤音。轴承装机后当轴承滚道外观或滚动体外观受到碰伤、压坑、锈蚀,就会形成必定周期的噪音和振动;当有灰尘进入时会形成非周期性的噪声,其声响巨细不固定,时有时无;当主轴产生相当振动时,正在无负荷运转时发出蜂鸣声或者是当轴受到径向振动或报复而发出“咕噜”、“咕噜”的声响。假设发明轴承有异声是,就应当停机查抄确定阻滞类型及惩罚形式。2.2、轴承的振动轴承产生剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都邑对轴承失效形成明白的影响。通过振动测试仪器可能丈量出振动的巨细,通万方数据 640安适质地 开发工程本事与策画2017年1月下过频率的散布及轴承的固有频率可能揣测出相当振动的整体境况。通过极少专家编制得出阻滞申报,再凭据阻滞申报举行惩罚。2.3、轴承的温度轴承温度寻常是操纵温度传感器监测与它接触箱体的温度再猜想出轴承自身的温度,正在风力发电机的前后轴承都有正在线监测。平日轴承的温度是跟着运转着手缓慢升高,1 到 2 小时后到达安靖形态。轴承的温度跟机械的热容量、散热性、转速和负载相合。假设润滑、安设不适应的话,温度会快速上升,会展现相当高温,必需停机惩罚。 2.4、轴承的润光滑滑对轴承的疲惫寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有要紧影响,没有平常润滑的轴承不行职责;据统计 40% 的轴承损坏都与润滑不良相合。区别的轴承润滑油脂的类型、润滑式样、润滑剂的增补时辰及退换周期区别。假设润滑展现题目将惹起一系列题目,因而必定要保障优良的润滑条款。3、Vestas V80--2.0MW 风电机组轴承阻滞阐明及惩罚进程 Vestas V80--2.0MW 风力发电机前后采用宽逛隙的深沟球轴承(SKF 6330 M/C4),分辩装置于发电机机座前后端盖的轴承座内,轴承盖中设有迷宫式油封和档油环,将众余的油脂从轴承盖中甩出;并正在端盖处设有润滑油嘴,用于加注油脂。发电机前端为定位轴承,后端为逛动轴承,定位轴承的地位保障其能接受来自电机的轴向和径向力,不接受附加的外部轴向力。某风场检修的时刻,正在风机底部听到发电机蜂鸣声。停机进机舱查抄,发明发电机上下机座后端贯穿处螺栓零落;发电机前轴承座有松动和裂纹。正在相仿的条款下轴承温度明白高于平常温度。查抄润滑剂,发明没有明白的短缺情景,不过润滑脂的颜色有些发黑。随后做振动测试并用听棒听发电机前后轴承的声响,发明发电机邻近有明白的高频振撼,振动检测结果评释发电机前轴承内圈重要剥落或裂缝。3.1 润滑和温度题目的阐明及惩罚电机轴承的润滑剂由黄色形成玄色,评释润滑有题目;查看发电机前轴承的正在线监测温度。对发电机前后轴承分辩注入新的润滑油,挤出轴承内部的旧油;风机运转后振动没有明白好转;温度也没有明白改观照样高于平常温度。根基倾轧了因为润滑缺乏导致这种情景。3.2 噪声和振动题目的阐明及处剃发电机有蜂鸣声流露发电机主轴有相当振动;用听棒听发电机前轴承的声响,发明有周期性的相当声响。悉数发电机底座有高频振动,发电机前轴承座与端盖贯穿处松动,展现破绽;开始判决发电机前轴承有题目。对发电机举行对中检测及振动检测。对中检测评释发电机对中正在合理边界内。发电机前轴承秤谌倾向:包络频谱(500Hz-10kHz)的 gE 总值很高,为 29.57gE;展现明白的调制情景,调制频率为 24.67Hz (发电机转频),载波频率为 132.8Hz(发电机转频的 5.4 倍,轴承内圈阻滞频率)及其谐波。速率谱的振动总值很高,为 13.58mm/s;并展现明白的调制情景,调制频率为 24.67Hz,载波频率为 132.8Hz 及其谐波。时域图报复情景明白,报复幅值很高,报复频率为 140Hz。发电机前轴承秤谌倾向:包络频谱(500Hz-10kHz)的 gE 总值很高,为 29.57gE;展现明白的调制情景,调制频率为 24.67Hz (发电机转频),载波频率为 132.8Hz(发电机转频的 5.4 倍,轴承内圈阻滞频率)及其谐波。速率谱的振动总值很高,为 13.58mm/s;并展现明白的调制情景,调制频率为 24.67Hz,载波频率为 132.8Hz 及其谐波。时域图报复情景明白,报复幅值很高,报复频率为 140Hz。这些情景阐明评释:发电机前轴承笔直、秤谌测点均展现相仿的阻滞情景。加快率包络频谱可能看到发电机转频的报复分量,正在轴承内圈阻滞频率及谐波邻近存正在发电机转频的边频,此特性与轴承内圈剥落或裂缝阻滞相吻合,且 gE 总值明白很高;速率谱中也展现加快率包络谱中相仿的阻滞特性,且振动幅值很高,解说此轴承阻滞仍然较量重要;时域图的报复幅值很高,是平常的 5-6 倍。解说阻滞仍然开展到后期。因而以为该风机发电机前轴承内圈重要剥落或裂缝,央浼拆卸发电机前轴承后周详查抄,如发明明白剥落或裂缝,尽早退换相应损坏部件。3.3 发电机轴承拆卸、算帐及安设拆卸风电机组发电机前轴承,可能直接正在机舱举行,不过要做好需要的安适办法:停机、停电、验电、合偏航、锁好机器锁及打定好灭火工具;而且用具要打定完满。正在功课的进程中要固守下面的职责流程:拆除外面护罩 拆除弹性联轴器贯穿螺栓 拆除发电机侧弹性联轴器贯穿法兰盘分辩胀紧套外里圈拆除轴承前端盖 拆除轴承座及发电机端盖 拆除轴承 算帐零部件 安设轴承 安设发电机端盖及轴承座 装轴承前端盖 装胀紧套和发电机侧弹性联轴器法兰盘 装弹性联轴器 发电机对中 装联轴器外罩及算帐复兴全数电气和机器方面的安适办法 预运转查抄轴承声响、温度,做振动测试无相当境况后机组复兴平常运转形态。正在拆装轴承的进程中要防卫胀紧套的装拆形式,其内圈与轴是过盈配合;外里圈螺栓的拆装都要按程序平缓举行。必要润滑的零件要防卫坚持明净,用汽油洗涤时防卫防火。拆卸零件时要做好标志,安设时保障满意装置央浼。轴承安设前要洗涤,发电机主轴要修整好;安设时加热不要进步 120 度;安设后润滑脂布满滚子空间的 1/3-1/2。悉数装置结束后要对发电机联轴器举行对中;对发电机前后轴承举行振动测试。3.4 发电机轴承失效境况及阐明发电机前轴承拆下来后发明轴承内滚道有 6 处明白的剥落,如图 8 所示。这些疲惫剥落,评释轴承过早失效,没有到达规章的利用寿命。正在拆卸进程中,发明发电机轴承和主轴没有明白的伤痕及不适应的装置,如图 9 所示;则导致轴承早期失效的原由很也许是正在发电机策画或者运转进程中。该风电机组发电机策画时采用普遍深沟球轴承,只是正在轴承外圈和轴承座之间涂了一层绝缘胶;正在拆卸的进程中也许看到绝缘胶有灼烧的踪迹,如图 10 所示;评释轴承有电腐化情景。不过跟着电腐化的加剧,使得轴承内部润滑变性,而且火速退化,同时受到气温的改观造成的冷凝水、海水中的盐分等的腐化,加剧了轴承微动磨损,正在微动再三功用下,裂纹扩张并最终造成剥落。从而激发了轴承的早期失效,导致轴承温渡过高,展现噪声和振动的情景。并最终激发了悉数风电机组发电机轴承的早期阻滞。4、结论4.1 因为双馈风力发电机的出格策画和变频器的引入,高频杂散轴承过电流万分易于产生。这又加剧了润滑和磨损诱发轴承早期失效的也许性。正在安设进程要防卫发电机轴承的绝缘性。4.2 发电机轴承展现阻滞时,寻常会伴跟着振撼、噪音及温度的相当情景,当产生这些情景的时刻要赶早做检测,确定轴承形态。润滑脂的黑白直接影响轴承的寿命。因而平居就要防卫查抄润滑脂的形态,保障润滑脂的弥漫。 参考文献:[1]SKF 大型夹杂陶瓷深沟球轴承 ----- 风力发电机组的牢靠治理计划,电机与职掌利用[2] 哈尔滨轴承集团公司,轴承阻滞失效阐明手册 .万方数据




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