风力发电机组传动系统结构诊断

目前，发电机和机械传动系统是组成风力发电机系统重要的组成部分，并且承担稳定发电机组正常运行的功能。而在风力发电机组内，齿轮箱、发电机以及轴承在振动状态下，会频繁地出现故障，尤其是轴承易出现点蚀、轴面磨损等故障，而且在高温的环境中，会缩短齿轮的使用寿命。此外，作为风力发电机组提供动能的关键设备，齿轮箱、轴承以及联轴器等零件，都会受到不同程度荷载的冲击，在不同荷载作用下，极易导致传动系统出现故障。








上海大学轴承研究所是批准的机械学博士点授权单位、滑动轴承标准化技术理事单位、中国重型机械工业协会油膜轴承分会理事单位、中国机械工程学会气体润滑与磁悬浮、中国机械工程学会摩擦学理事单位、中国振动工程学会转子动力学和诸多学术团体理事单位。现有（研究员）、工程师等一批高水平的技术人员。主要研究方向是：各类滑动轴承及其润滑理论、磁悬浮轴承系统理论及其应用技术、转子与轴承系统的动力学特性分析等各种轴承工况试验。上海博高科技有限公司是上海大学轴承研究所对外生产服务的实体，从事于各种动压滑动轴承（如圆柱轴承、椭圆轴承、三油楔轴承、四油楔、错位轴承、各种可倾瓦轴承）的设计、加工制造，尤其对各种高速泵、高速空压机和离心压缩机等进口大型机组和转动设备的滑动轴承国产化，积累了近三十多年丰富的经验，特别是对英格索兰、埃里奥特、苏尔寿、西门子、日立、新比隆、阿特拉斯等公司的大型空压机、风机、烟机、离心压缩、气压机、汽轮机上的高速（高转速可达72000转/分）动压滑动轴承的国产化工作取得了无数成功的经 验和深入的技术领会。

轴承参数寿命

在一定载荷作用下，轴承在出现点蚀前所经历的转数或小时数，称为轴承寿命。

滚动轴承之寿命以转数（或以一定转速下的工作的小时数）定义：在此寿命以内的轴承，应在其任何轴承圈或滚动体上发生初步疲劳损坏（剥落或缺损）。然而无论在实验室试验或在实际使用中，都可明显的看到，在同样的工作条件下的外观相同轴承，实际寿命大不相同。此外还有数种不同定义的轴承“寿命”，其中之一即所谓的“工作寿命”，它表示某一轴承在损坏之前可达到的实际寿命是由磨损、损坏通常并非由疲劳所致，而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。

为确定轴承寿命的标准，把轴承寿命与可靠性联系起来。

由于制造精度，材料均匀程度的差异，即使是同样材料，同样尺寸的同一批轴承，错位轴承工厂，在同样的工作条件下使用，其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位，长的相对寿命为4单位，短的为0.1-0.2单位，长与短寿命之比为20-40倍。90%的轴承不产生点蚀，所经历的转数或小时数称为轴承额定寿命 [1]  。

在风力发电机组传动系统中，齿轮箱是重要的组成部分，而轴承是直接决定齿轮箱能否正常运转关键的装置。由于轴承长期处在滚动的状态下，经常会出现故障导致发电机组无法正常地运行，严重情况会损害电网的使用寿命。引发轴承出现故障的原因，主要是轴承点蚀、高温或者轴面磨损等情况组成。本文围绕风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断探析展开讨论，为解决齿轮轴承出现的故障采用的方法提供参考依据。关键词：风力发电机；齿轮箱；轴承；振动；故障诊断

齿轮箱中轴承具有传递运动、扭矩以及变速等功能，一旦轴承出现故障，会严重影响齿轮箱的正常使用。若齿轮出现故障，其中 60% 的原因是由于齿轮失效引发的。现阶段对齿轮箱出现的故障进行诊断时，会采用振动法、油液分析法以及混沌诊断识别法。齿轮箱进入到运行状态，齿轮箱内的组成部分，包括轴、齿轮以及轴承等零件，都会处在振动的状态，受到振动的影响，轴承会出现点蚀情况，或者由于高温、轴面磨损等，导致轴承无法继续工作，严重影响发电机组正常的运行。

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