风电齿轮箱滑动轴承润滑性能及可靠性分析

风电齿轮箱采用滑动轴承代替滚动轴承是未来发展的主流趋势,然而由于复杂多变的服役工况,风机滑动轴承的润滑规律尚有待深入研究。为此,建立风电齿轮箱滑动轴承的润滑分析模型,仿真分析多种工况下滑动轴承的润滑状态,并拟合出滑动轴承的最小膜厚经验公式;结合润滑可靠性理论,基于最小膜厚公式建立润滑可靠性模型,并采用该模型研究风机在启动和停机工况下齿轮箱滑动轴承的润滑性能;提出一种风电齿轮箱滑动轴承的润滑可靠性分析方法,分析风电齿轮箱滑动轴承的润滑可靠性。结果表明:启动过程中滑动轴承的最小膜厚先快速增大,随后迅速下降直到稳定状态,而停机过程中最小膜厚则迅速降低;停机工况下滑动轴承的润滑失效时长要高于启动工况;外载荷方向对启动工况的润滑失效概率影响较大,对停机工况的影响较小。

低速重载风电齿轮箱径向滑动轴承多运行状态润滑性能分析

针对风电齿轮箱中径向滑动轴承频繁启动、低速重载、偏航倾斜等工况,基于平均Reynolds方程建立径向滑动轴承瞬时启动与运行工况耦合的润滑性能数值分析模型,分析了启动阶段轴径轴心运动轨迹,获得启动至稳定阶段轴承膜厚变化状态;分别研究了表面综合粗糙度、轴颈倾斜角度、轴颈转速对轴承启动和稳定运行整个阶段润滑性能的影响规律。结果表明:启动阶段偏心率出现最大值,粗糙接触引起破膜风险最大;随着表面综合粗糙度由0.6增大至1.2μm,轴承承载力和摩擦因数均增加,启动阶段的最大承载力和摩擦因数比稳定阶段增加约13.62%和131.58%;随着轴径倾斜角度由0.0001°增大至0.0004°,轴承承载力和摩擦因数均增大,且启动阶段的最大承载力和摩擦因数比稳定阶段平均约高出30%和116%;随着转速的增加,轴承的承载力增大,摩擦因数减小,有利于提高轴承性能。计算结果为评价滑动轴承频繁启动工况下的磨损风险提供了重要依据,为滑动轴承的运行温度、油膜压力等轴承结构设计和选型提供参考。

4~5 MW风力发电机组增速箱轴承试验机研制

为验证4~5 MW风电增速箱轴承性能,研制一台轴承试验机。该试验机可以通过载荷谱控制轴承旋转方向、转速、承受的轴向和径向载荷以及润滑油流量来模拟轴承实际工况,并使用测量轴承振动和温度的方法来侧面反映轴承的实时状态。使用变频器控制变频调速电机使轴承变速变向,液压比例伺服阀可变精准加载,润滑比例流量阀调整润滑油流量,铂热电阻温度传感器测量轴承温度,加速度传感器配合振动采集模块测量轴承振动。试验机可以通过加快轴承转速和增大轴承载荷的方法,只需要普通寿命试验几十分之一的时间就足以完成强化寿命试验。通过50000 min的测试,试验机运行平稳、可靠性良好,数据正常,达到了设计目的。

基于比例失效模型的风机齿轮箱轴承检修

提出一种基于故障数据和状态监测数据的风力发电机齿轮箱轴承的新型检修策略。分析了比例失效模型中各参数的意义。利用最小维修成本法确定最优维修决策阈值,绘制最优维修阈值曲线,进而制定出最优维修策略。通过某型风力发电机齿轮箱轴承的实例分析,证明了此方法在风力发电机齿轮箱轴承维修决策中的使用价值。

风电增速箱轴承径向游隙的影响因素分析

为掌握运转中风电增速箱轴承工作游隙的影响因素,利用有限元方法建立风电增速箱轴承试验机热力耦合模型,以与风电增速箱轴承同型号并作为支承的圆柱滚子轴承为对象,考虑轴承运转过程中径向载荷的变化,分析径向载荷产生的轴承温升和轴承内圈与主轴过盈量对内圈与主轴过盈配合的影响,进而研究轴承径向游隙与轴承温升和内圈与主轴过盈配合的关系。结果表明,内圈与主轴过盈量相比于轴承温升对内圈与主轴接触压力的影响更为显著;轴承内圈温升对径向游隙的影响大于外圈温升对径向游隙的影响;相比于单独考虑内圈与主轴过盈量,同时考虑轴承温升和内圈与主轴过盈量时轴承的径向游隙变化量更大。

基于轴承温度的风机齿轮箱故障预警研究

齿轮箱轴承作为能量传递的关键部件,对风机状态评估具有重要意义。文章针对齿轮箱故障,提出了基于改进的粒子群算法(APSO)优化的BP神经网络齿轮箱轴承温度预测模型。首先,基于主成分分析法,选取SCADA系统中影响齿轮箱轴承温度的参数,建立正常状态下的齿轮箱轴承温度预测模型,通过对轴承温度残差值进行分析,得出风机故障告警和报警阈值,从而实现对齿轮箱故障的有效预警;最后,利用华北某风电场的数据进行实验仿真,对比分析粒子群(PSO)优化的BP神经网络预测模型和传统BP神经网络预测模型。结果表明,提出的预测方法拥有精度高、收敛速度快等优点。

风电齿轮箱平行级轮齿失效分析研究

针对风电机组齿轮箱高速中间齿轮轴下风向侧轮齿失效问题,利用鱼骨分析方法对设计、制造、材料、装配和运行维护等方面原因进行分析,并基于仿真分析和试验研究的方法,确定齿轮失效是由于齿轮箱装配过程缺少对下风向轴承压紧量的控制,导致轴承游隙过大,引起轴上齿轮偏载。

风电齿轮箱高速轴轴承高温故障处理方案

对某齿轮箱高速轴轴承超温报警故障进行分析,基于机组齿轮箱故障触发前后状态监测数据,初步判断故障原因是润滑油流量不能满足要求。计算该轴承所需的润滑流量,并与实测流量进行对比,确定在低温环境下齿轮箱高速轴承实际润滑流量偏少是轴承高温报警的主要原因。提出在保持原油路不变的基础上,增加一根油管对高温报警轴承进行润滑的整改方案,并对增加的油路的流量进行核算。整改后现场多次大风满功率运行结果表明,轴承温度正常,验证了该整改方案是可行的。

风电齿轮箱轴承寿命与游隙载荷转速的关系曲线分析

为了能够为今后的齿轮箱轴承的选择及设计提供更好的依据,运用Romax软件计算齿轮箱轴承在不同游隙、载荷和转速工况下的寿命,绘制出轴承寿命随游隙、载荷和转速的变化曲线。从变化曲线中可以看出轴承寿命与游隙、载荷和转速的关系,轴承寿命随游隙的增加先增后减,轴承寿命随着载荷的增加逐渐降低,随着转速的增加逐渐降低,说明轴承的寿命与载荷的大小、转速的大小成反比。

一种基于滚动轴承整合设计的风电行星轮内孔的磨削方法

风电齿轮箱中行星轮和轴承整合设计后,行星轮内孔作为滚动轴承外圈直接使用。针对该类行星轮内孔的磨削精度、质量和效益等问题,对行星轮内孔磨削方法进行了分析和试验,实际检测结果和分析相符,可供同行业加工参考。

1MW风电增速机轴承内圈断裂原因分析

1 MW风电增速机B26双列圆锥滚子轴承在装配过程中出现内圈断裂,采用理化分析方法对轴承内圈断裂原因进行了分析。结果表明:磨削裂纹是轴承内圈断裂的根本原因。

某大型风电齿轮箱装配工艺研究

针对行星封闭差动传动技术结构形式的风电增速箱普遍存在箱体之间销孔连接、行星轮轴承、行星轮系3个装配工艺难点问题,对箱体之间传扭销装配技术要求、行星轮轴承、行星轮系结构进行深入分析,提出工艺解决方案,最后验证工艺方案。