(1)联轴器对中故障。
(3)齿轮啮合故障。
(4)转子叶片故障。
(5)转子平衡故障。
(6)基础或箱体刚性故障。
(7)共振。
(8)润滑故障。
(9)发电机特有的电磁类故障。
(10)转子轴弯曲及裂纹故障。
2.常见故障及原因风险分析
(1)轴承故障。
轴承是旋转机械中最常用部件之一,也是容易产生故障的部件。40%的故障与轴承脏污和润滑有关;30%的故障与安装有关;20%的故障与过载或制造质量有关。
故障原因是制造缺陷、安装不当、磨损等。轴承故障为最常见故障,隐患为加大机组振动,轴承寿命降低造成其他相关正常部件寿命终止(如正常运行机械密封由于轴承更换而被迫报废);损伤常具有隐蔽性、突发性,甚至造成抱轴卡死故障,如图9-16所示。
图916 轴承故障示例照片
(a)制造缺陷;(b)安装不当;(c)磨损
(2)齿轮箱故障。
1)齿断裂,故障比例为41%;
图917 齿轮箱内部齿轮啮合示意
2)齿面疲劳(点蚀、剥落等),失效比例为31%;
3)齿面划痕,失效比例为10%;
4)齿面磨损比例为10%;
5)其他故障,如齿面龟裂、化蚀、塑性变形等。
故障原因为制造缺陷、安装不当、磨损。齿轮箱故障为常见故障,隐患为加大机组振动,轴承寿命降低,损伤常具有隐蔽性、突发性、如图917所示。
(3)发电机故障。
发电机故障主要有转子故障、定子故障、机械故障、电气故障。
故障原因为制造缺陷、安装不当、磨损、绝缘等。发电机故障为常见故障,隐患为加大发电机振动,轴承寿命降低,甚至导致发电机烧毁。
(4)联轴器不对中。
两个相连接的机器轴线不平行或不重合,一个或多个轴承安装倾斜或偏心,即为不对中。
造成不对中的原因可以是装配不当、调整不够、基础损坏、热胀或联轴节锁死等。联轴器不对中为常见故障,隐患为加大机组振动,造成轴承和机械密封损伤,甚至造成联轴器螺栓断裂,引发灾难性事故,如图918、图919所示。
图918 联轴器不对中(一)
图919 联轴器不对中(二)
(5)转子不平衡。
不平衡是转子质量分布不均匀造成的。不平衡的那部分质量在转动中会产生离心力,离心力随着不平衡质量的旋转而引起振动。
转子不平衡的原因有:(www.xing528.com)
1)制造时几何尺寸不同心或质量分布不均匀。
2)安装中斜键或轴颈不同心。
3)轴水平安放过久或受热不均匀,造成临时或永久变形。
4)离心机类机械工作时,物料填充不均匀。
5)工作介质中的杂质在转子表面沉积。
6)零部件配合过松。
7)动平衡方法不当(高转速、低转速)。
8)原有平衡配重脱落。
转子不平衡为常见故障,隐患为加大机组振动,导致其他部件连锁损伤。特别是需要通过仪器测量,与基础松动、转轴弯曲、角度不对中加以区分。
(6)基础松动。设备固定地脚螺栓断裂或松动,甚至支撑结构裂纹造成基础支撑刚性下降。
故障原因是螺栓断裂或松动、基础找平斜铁脱落、钢制制成框架焊口开裂、找正垫片脱落等。基础松动为常见故障,隐患为导致机组振动急剧加大,改变系统固有频率可能引发系统共振,造成机组结构性损伤。
图920~图933是一些具体实例。
图920 风电齿轮箱轴承内环故障(解调)
图921 风电发电机轴承内环故障
图922 风电齿轮箱齿轮齿面磨损故障
图923 风电齿轮箱输出轴对中故障
图924 齿轮箱轴承超早期故障(解调)
图925 风力发电机组主轴轴承故障
图926 风电主轴故障垂直加速度波形
图927 风电主轴故障轴向加速度波形
图928 风电主轴故障轴承内断裂物
图929 风电主轴故障滚道损伤照片
图930 发电机输入端水平测点局部解调频谱
图931 发电机输入端水平测点加速波形
图932 发电机输入端水平测点全部解调频谱
图933 风力发电机组齿轮箱轴承故障
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