軸承故障損傷根源分析:
軸承是大部分設(shè)備的部件,一旦軸承失效,設(shè)備就會停止,找到根源以避免事故再次發(fā)生就顯得尤為重要。實際上,軸承一旦受損,它就會逐漸惡化直到無法工作,那時故障發(fā)生的所有證據(jù)可能都被破壞了。
如圖2 揭示了損傷從小到大的整個過程,外部顆粒(污染物)進入軸承,運動中產(chǎn)生凹痕(污染物被壓入滾道)。凹痕邊緣會升高,所以凹痕看起來像個坑。滾道局部幾何形狀發(fā)生改變,使得這個區(qū)域無法形成良好油膜把接觸表面分離開來,結(jié)果造成材料疲勞。是表面出現(xiàn)裂縫,是受損區(qū)域剝落,隨著繼續(xù)運轉(zhuǎn),剝落不斷加劇。到后來,受損區(qū)域變得如此之大,的受損點(即凹痕)完全消失。此時對受損軸承進行檢查,已很難發(fā)現(xiàn)問題的根源:即可能由于密封不好致使污染物進入軸承。
在風(fēng)力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)中,齒輪箱是重要的組成部分,而軸承是直接決定齒輪箱能否正常運轉(zhuǎn)關(guān)鍵的裝置。由于軸承長期處在滾動的狀態(tài)下,經(jīng)常會出現(xiàn)故障導(dǎo)致發(fā)電機組無法正常地運行,嚴重情況會損害電網(wǎng)的使用壽命。引發(fā)軸承出現(xiàn)故障的原因,主要是軸承點蝕、高溫或者軸面磨損等情況組成。本文圍繞風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱軸承故障診斷探析展開討論,為解決齒輪軸承出現(xiàn)的故障采用的方法提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電機;齒輪箱;軸承;振動;故障診斷
齒輪箱中軸承具有傳遞運動、扭矩以及變速等功能,一旦軸承出現(xiàn)故障,會嚴重影響齒輪箱的正常使用。若齒輪出現(xiàn)故障,其中 60% 的原因是由于齒輪失效引發(fā)的。現(xiàn)階段對齒輪箱出現(xiàn)的故障進行診斷時,會采用振動法、油液分析法以及混沌診斷識別法。齒輪箱進入到運行狀態(tài),齒輪箱內(nèi)的組成部分,包括軸、齒輪以及軸承等零件,都會處在振動的狀態(tài),受到振動的影響,軸承會出現(xiàn)點蝕情況,或者由于高溫、軸面磨損等,導(dǎo)致軸承無法繼續(xù)工作,嚴重影響發(fā)電機組正常的運行。
風(fēng)力發(fā)電機組傳動機構(gòu)典型故障診斷
將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,通常需要風(fēng)力發(fā)電機組常年在大風(fēng)等惡劣的環(huán)境中運行。在風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計時,將承受溫度設(shè)置在零下 20℃,但是,許多地區(qū)的溫度會低至零下 40℃ ,并且風(fēng)力發(fā)電機組還需要承受較強的風(fēng)力,會增加機組承受的荷載,極易引發(fā)傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障。尤其是機械傳動裝置中,軸承會出現(xiàn)點蝕或者軸面磨損等故障,若工作人員未能及時解決故障,或者未能將出現(xiàn)故障的零件進行更換,會使故障范圍不斷擴大,終導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機損壞。
2.2.1?齒輪箱故障診斷
齒輪、滾動軸承和軸等零件,是構(gòu)成齒輪箱重要的部分,在對齒輪、滾動軸承和軸出現(xiàn)的故障進行分析時,通常借助振動信號頻率特征以及故障特征,可以判定引發(fā)齒輪箱出現(xiàn)故障的原因。工作人員會得到許多故?數(shù)據(jù),明顯的是齒輪故障和滾動軸承故障數(shù)據(jù),一旦風(fēng)力發(fā)電機組運行速度提升,上述故障就會出現(xiàn)。
軸承參數(shù)壽命
在一定載荷作用下,軸承在出現(xiàn)點蝕前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù),稱為軸承壽命。
滾動軸承之壽命以轉(zhuǎn)數(shù)(或以一定轉(zhuǎn)速下的工作的小時數(shù))定義:在此壽命以內(nèi)的軸承,應(yīng)在其任何軸承圈或滾動體上發(fā)生初步疲勞損壞(剝落或缺損)。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中,都可明顯的看到,在同樣的工作條件下的外觀相同軸承,實際壽命大不相同。此外還有數(shù)種不同定義的軸承“壽命”,其中之一即所謂的“工作壽命”,它表示某一軸承在損壞之前可達到的實際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致,而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。
為確定軸承壽命的標(biāo)準(zhǔn),把軸承壽命與可靠性聯(lián)系起來。
由于制造精度,材料均勻程度的差異,即使是同樣材料,同樣尺寸的同一批軸承,在同樣的工作條件下使用,其壽命長短也不相同。若以統(tǒng)計壽命為1單位,長的相對壽命為4單位,短的為0.1-0.2單位,長與短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產(chǎn)生點蝕,所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù)稱為軸承額定壽命 [1]。