隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的迅速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組齒輪箱質(zhì)量已比較可靠，國(guó)內(nèi)主要齒輪箱料封泵生產(chǎn)廠家已較好地掌握了設(shè)計(jì)核心技術(shù)，具備獨(dú)立設(shè)計(jì)研發(fā)的能力。在設(shè)計(jì)平臺(tái)方面，采用UG、solidworks 和ProE 等設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維造型， ANSYS、ADAMS 等軟件做結(jié)構(gòu)分析，Romax、Smart 和Kissoft 軟件做系統(tǒng)分析等，為風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐和保障。通過(guò)合理分析齒輪箱載荷，選擇合適齒輪參數(shù)與軸承，加強(qiáng)齒輪箱各個(gè)部件的加工與裝配，并且按照規(guī)范做好日常維護(hù)和定期的維護(hù)保養(yǎng)，上述故障形式目前已很少出現(xiàn)。風(fēng)電齒輪箱目前已可以在高山、荒野、海灘、海島等惡劣的自然環(huán)境中穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

　　影響風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的因素主要有輪齒損傷、軸承損壞、齒輪油泵過(guò)載、齒箱油溫高、油位低、漏油。
 

　　1. 齒輪輪齒損傷
 

　　由上圖可知，齒箱故障中，輪齒故障比例。輪齒損傷有輪齒折斷、齒面損傷兩種形式。輪齒折斷是由于設(shè)計(jì)的應(yīng)力小于作用在輪齒上的極限應(yīng)力，或齒輪承受過(guò)高的交變載荷，設(shè)計(jì)疲勞載荷不足。由于齒面承受過(guò)大的接觸剪應(yīng)力、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、潤(rùn)滑不良、熱處理和安裝調(diào)試等原因，齒面容易發(fā)生包括膠合、點(diǎn)蝕、齒面剝落、表面壓碎等損傷。下圖為風(fēng)電齒輪箱齒面損傷和輪齒折斷照片。
 

　　由于風(fēng)載的不穩(wěn)定性，無(wú)法通過(guò)經(jīng)驗(yàn)得到正確的載荷數(shù)值，齒輪箱設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合理的載荷應(yīng)用系數(shù)，充分考慮預(yù)防過(guò)載因素和載荷動(dòng)載荷譜，正確選擇齒輪參數(shù)、材料和齒輪精度；保證加工精度，消除應(yīng)力集中；安裝時(shí)充分清潔，防止異物進(jìn)入箱體，并按規(guī)范運(yùn)行、維護(hù)。故障發(fā)生后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分析故障原因。
 

　　2. 軸承損壞
 

　　軸承是齒輪箱的重要部件。由于安裝、潤(rùn)滑、污染和軸承疲勞等因素，造成軸承產(chǎn)生點(diǎn)蝕、裂紋、表面剝落等而失效，從而使齒輪箱產(chǎn)生損壞。下圖為某風(fēng)場(chǎng)空心軸端軸承損壞圖片。
 

　　齒輪箱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮軸承載荷，選擇合理的安全余量，正確選擇軸承類型，保證軸承潤(rùn)滑，規(guī)范安裝，并且加強(qiáng)對(duì)軸承運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。如有異常及時(shí)停機(jī)，避免由于軸承的損壞而對(duì)齒輪箱造成災(zāi)難性的破壞。
 

　　3. 齒輪油泵過(guò)載
 

　　齒輪油泵過(guò)載通常發(fā)生在北方寒帶風(fēng)電場(chǎng)。在冬季低溫環(huán)境下，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組由于各種原因長(zhǎng)期停機(jī)后，齒輪箱內(nèi)油溫較低，齒輪箱潤(rùn)滑油粘度較高，造成油泵啟動(dòng)時(shí)負(fù)載較重，從而導(dǎo)致油泵電機(jī)過(guò)載。
 

　　潤(rùn)滑油溫度過(guò)低，粘度過(guò)大時(shí)，應(yīng)在待機(jī)狀態(tài)下，啟動(dòng)加熱器，將油溫加熱至正常溫度，再開機(jī)運(yùn)行。盲目開機(jī)會(huì)造成齒輪油泵損壞。
 

　　油泵過(guò)載另外的原因是，油泵密封老化，潤(rùn)滑油進(jìn)入油泵內(nèi)而造成油泵過(guò)載。這種情況應(yīng)該更換油封，清洗油泵，油泵干燥后方可恢復(fù)運(yùn)行。
 

　　4. 齒輪箱油溫過(guò)高
 

　　新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定齒輪箱油溫不能超過(guò)85°，造成齒輪箱油溫過(guò)高的有以下幾種因素：潤(rùn)滑不充分；傳動(dòng)部件存在卡滯現(xiàn)象；機(jī)組振動(dòng)過(guò)大；溫度傳感器故障等。
 

　　正常情況下，齒輪箱不會(huì)出現(xiàn)油溫過(guò)高現(xiàn)象，若齒輪箱出現(xiàn)異常高溫現(xiàn)象，需仔細(xì)分析，判斷發(fā)生故障的原因。首先應(yīng)檢查潤(rùn)滑油供應(yīng)是否充分；再次檢查齒輪嚙合情況，有無(wú)金屬雜質(zhì)，傳動(dòng)部件有無(wú)卡滯現(xiàn)象；再次檢查機(jī)組的振動(dòng)情況和溫度傳感器是否正常工作。如果是因?yàn)闄C(jī)組長(zhǎng)時(shí)間滿發(fā)而導(dǎo)致的溫度過(guò)高，不可盲目開機(jī)，應(yīng)在機(jī)組油溫恢復(fù)正常值后開機(jī)運(yùn)行。
 

　　5. 齒輪油位低
 

　　齒輪油位低是由于油位低于下限，可能的故障原因有：冬季長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后油溫度降低，油位開關(guān)因?yàn)辇X輪油粘度太高而動(dòng)作遲緩，產(chǎn)生誤報(bào)；傳感器損壞不能正確報(bào)警；齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)前的靜止油位與動(dòng)態(tài)油位相差太大，動(dòng)態(tài)油位偏低，不能正常報(bào)警。
 

　　風(fēng)電機(jī)組發(fā)生該故障后，運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)檢查齒輪油位，必要時(shí)測(cè)試傳感器功能。此類故障應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出正確的判斷，以免造成不必要的重大損失。
 

　　6. 齒輪箱漏油
 

　　齒輪箱的接口端和管接頭處由于密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不合理或者密封質(zhì)量問(wèn)題，均有可能導(dǎo)致漏油，同時(shí)漏油處也容易造成外部灰塵進(jìn)入箱體而污染潤(rùn)滑油。
 

　　目前來(lái)看，齒輪箱漏油問(wèn)題基本是屬于設(shè)計(jì)缺陷。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮密封結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制密封件的質(zhì)量，規(guī)范安裝，防止安裝時(shí)劃傷密封件。一旦現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生漏油事故，應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，分析問(wèn)題所在，采取切實(shí)可行方案，并檢測(cè)潤(rùn)滑油有無(wú)受到污染。