趙鑫

摘要：為從根本上提升風(fēng)力資源利用率，有序開展風(fēng)力發(fā)電工作，需要加強(qiáng)風(fēng)電齒輪箱高速軸研究工作，結(jié)合風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行要求，選擇更加適宜的高速軸軸承，控制高速軸軸承異常振動問題發(fā)生幾率。本文就針對此，分析風(fēng)電齒輪箱高速軸承布置結(jié)構(gòu)，對高速軸承振動情況進(jìn)行試驗(yàn)分析，確保高速軸軸承平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電齒輪箱;高速軸軸承振動;應(yīng)用

前言：在風(fēng)力發(fā)電過程中，風(fēng)電齒輪運(yùn)行水平可直接影響到風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量與效率，確保發(fā)電工作有序開展。由于風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，因此需要細(xì)致研究風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題，結(jié)合軸承設(shè)計(jì)規(guī)范，優(yōu)化風(fēng)電齒輪箱高速軸承運(yùn)行結(jié)構(gòu)，從根本上延長風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行壽命以及運(yùn)行可靠性。

1、概述風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承

風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重要機(jī)械傳動部件，需要借助風(fēng)力作用產(chǎn)生動力，并且將該動力轉(zhuǎn)化為電力資源。為從根本上保障發(fā)電質(zhì)量與發(fā)電效率，需要對風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行情況進(jìn)行嚴(yán)格管控[1]。具體來說，在維護(hù)風(fēng)電齒輪箱期間，應(yīng)當(dāng)將風(fēng)電齒輪箱實(shí)際運(yùn)行過程中的振動頻率控制在規(guī)定范圍之內(nèi)?，F(xiàn)階段風(fēng)電齒輪箱高速軸更多時(shí)用圓錐滾子軸承，該軸承在使用期間，經(jīng)常會導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱振動超標(biāo)問題，嚴(yán)重影響到風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行壽命。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)，風(fēng)力齒輪箱是重要的機(jī)械部件，可以在風(fēng)力作用下，將所產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)化給發(fā)電機(jī)，并且?guī)影l(fā)電機(jī)運(yùn)行。在通常情況下，發(fā)電機(jī)機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速較慢，達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電要求，借助齒輪箱齒輪的增速作用實(shí)現(xiàn)。依照發(fā)電機(jī)機(jī)組總體布置要求，需要交風(fēng)輪傳動軸與齒輪箱緊密結(jié)合在一起。為從根本上控制機(jī)組的制動能力，需要在風(fēng)電齒輪箱輸入或輸出端設(shè)置剎車裝置。由于風(fēng)電齒輪箱經(jīng)常安裝在惡劣環(huán)境下，因此在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會受到無規(guī)律變向的風(fēng)力作用以及攻擊，導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)振動異常問題，嚴(yán)重影響到了地區(qū)風(fēng)力發(fā)電水平[2]。不僅如此，因?yàn)轱L(fēng)電齒輪箱經(jīng)常被安裝在狹小的空間內(nèi)部，后期修復(fù)難度較大，因此對風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行壽命以及運(yùn)行過程中的可靠性提出了更高要求，需要相關(guān)管理部門加強(qiáng)風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行管理工作，注重對風(fēng)電齒輪箱以及高速軸軸承運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常振動問題進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)存在于風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題的影響因素，通過對高速軸軸承進(jìn)行測試研究，設(shè)置高速軸軸承控制點(diǎn)，保證風(fēng)電齒輪箱實(shí)際運(yùn)行水平。

風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承主要采用圓柱滾子軸承為主，一套圓柱滾子軸承需要配備相應(yīng)的軸承支撐架。為從根本上分析出導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承異常振動問題，需要在軸承支撐架處安裝相關(guān)測試設(shè)備，確保所獲得的高速軸軸承振動數(shù)據(jù)可靠。

2、風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動測試

要求對安裝后的風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動進(jìn)行測試，在測試前應(yīng)當(dāng)在風(fēng)電齒輪箱軸承以及齒輪上安裝加速度傳感器，要求加速度傳感器安裝在高速軸軸承制作處。

在實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承存在振動異常問題，為分析出高速周軸承振動問題對風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行性能造成的各類影響，需要在兩個(gè)風(fēng)電齒輪箱上分別安裝不同品牌的高速軸軸承，軸承其他配置相同。

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承在2000 k w負(fù)載下的振動值超出荷載要求。需要對該高速軸軸承運(yùn)行期間存在的各類問題進(jìn)行深入分析。

3、風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題分析

3.1高速軸軸承外觀檢查

為做好風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題研究工作，確保高速軸軸承能夠在提升風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行水平中發(fā)揮出重要作用，需要對高速軸軸承外觀進(jìn)行細(xì)致檢查[3]。針對風(fēng)速齒輪箱高速軸軸承出現(xiàn)的振動超標(biāo)問題，注重觀察高速軸軸承內(nèi)圈、外圈、保持架以及滾子等零件表面是否存在異常磨損現(xiàn)象，確保所制定出的振動問題解決方案能夠更好解決高速軸軸承運(yùn)行問題。

3.2高速軸軸承故障頻率

注重對風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承故障頻率進(jìn)行分析，確保高速軸軸承振動異常問題的原因能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。計(jì)算出高速軸軸承各零件固有頻率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成振動異常問題的高速軸承部件。

3.3高速軸軸承振動結(jié)果分析

通過對風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)使用圓錐滾子軸承更加容易出現(xiàn)振動異常問題。使用動普平分析法，對高速軸軸同振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

在高速軸軸承振動幅度小于3000Hz的情況下，不同品牌的風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動頻率沒有發(fā)生明顯差距。在高速軸軸承振動幅度大于3000Hz的情況下，風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動幅度發(fā)生明顯變化。經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承滾子故障特征頻率得22倍為3234Hz。但由于滾子的圓波率較差，在出現(xiàn)振動異常的情況時(shí)，極有可能是由于滾子第22～44波紋度影響。

在進(jìn)一步檢測高速軸軸承過程中，發(fā)現(xiàn)高速軸軸承滾子波溫度表現(xiàn)異常。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，風(fēng)電齒輪箱需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，高速軸軸承內(nèi)部滾子也會高速振動，造成高速軸軸承出現(xiàn)振動異常情況。

4、風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題解決措施

通過研究不同品牌的風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承振動問題發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱異常問題的原因主要與高速軸軸承振動問題有關(guān)。高速軸軸承內(nèi)部滾子波紋度對軸承振動影響十分大，因此需要在風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行前準(zhǔn)備工作中對滾子進(jìn)行研磨處理，對高速軸軸承滾子波溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，從根本上保證軸承使用性能，延長風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行壽命。

總結(jié)：總而言之，為確保風(fēng)電齒輪箱高速軸軸承能夠在實(shí)際應(yīng)用過程中充分發(fā)揮應(yīng)有優(yōu)勢，需要對高速軸軸承振動問題進(jìn)行細(xì)致分析，采用更加先進(jìn)的軟件，計(jì)算出高速軸軸承振動問題參數(shù)數(shù)據(jù)，從根本上延長軸承使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]江國乾. 基于排序模式分析與深度學(xué)習(xí)的風(fēng)電設(shè)備故障診斷方法研究[D].燕山大學(xué)，2017.

[2]譚博文. 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱高速軸端滾動軸承漏電流故障研究[D].南京理工大學(xué)，2017.

[3]曾承志. 大型雙饋風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)故障診斷與故障失效預(yù)測技術(shù)研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，2016.