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风电齿轮失效案例分析
2023-05-29 14:37
基本情况：
风电齿轮箱轴承在使用两年内就发生损坏，这是一种典型的早期失效。风电齿轮箱的功率是1250kW。输出转速为1500转。
图1 失效的中速轴轴承，这是一种典型的圆柱滚子轴承
图2 损坏的中速轴小齿轮，轮齿已经折断，相邻轮齿有剥落损伤，但并不严重。
图3 圆柱滚子轴承示意图
图4 滚子表面磨损，损伤比较严重，同时严重剥落
图5 轴承外环的损伤
图6 损坏的滚子，大部分滚子都有损伤，而且损伤部位也比较随机。
图7 轴承内环的损伤，主要是剥落损伤
图8 轴承材料化学成分
图9 轴承材料金相组织
图10 轴承表面磨损与腐蚀产物
图11 观察到疲劳与解理断口
图12 观察到解理断口
图13 高周疲劳与脆性断口
轴承损伤的主要原因是高周疲劳，它是由大风季节连续峰值发电使轴承连续过载，导致轴承表面磨损，同时在表面或亚表面萌生疲劳裂纹，产生表面剥落损伤。
一般来说，风电齿轮箱端部轴承在高负载运转的过程中都会产生热，这会影响润滑效果，甚至加速磨损，导致滚子表面剥落损伤。轴承磨损以后，轴的运行会受到影响，同样会影响齿轮的受力状态，最常见的现象是从齿轮上观察到偏载，轮齿折断，其问题的根本通常出现在轴承上，中速轴小齿轮轮齿折断的根本原因是轴承的损伤。
