风电机组齿轮箱健康管理探究

　　随着风电机组运行时间的延长，由于风电场环境恶劣，齿轮箱的故障越来越频繁出现，诸如漏油，齿面点蚀、剥落、断齿、异常磨损，轴承跑圈、滚道点蚀、剥落等现象。
　　导致出现上述缺陷因素很多，包括制造因素：齿轮箱结构设计、载荷计算、轴承选型、材料选择、制造加工、出厂前的试车及清洁等；运行因素：控制策略、监控措施、维护方法；环境因素：气候、变化无常的风况；控制因素：任何一个环节控制不到位，均会导致隐患，从微小缺陷扩展成大缺陷，从而引起机械部分不可逆的损坏。
　　因此，风电机组齿轮箱从出厂到淘汰报废，我们要以全寿命周期管理理念，通过精心维护、科学管理来降低齿轮箱损坏率及下架率、缩短恢复时间，实现齿轮箱长寿命健康运行，提高机组利用率。
　　现状调查
　　中国可再生能源学会风能专业委员会的资料显示，国内装机数量截至到2015年9月已超过8万台，双馈型机组按照市场总容量估算约占5万－6万台。这个数量也就是齿轮箱运行台数，其中近4万台左右已在2012年前投入运行。
　　经粗略估算，从2011年开始，齿轮箱年度下架率在逐年上升，如图1所示。 　　图1所示的比例计算是基于所有在运行的齿轮箱台数。若只按运行超过3年的齿轮箱数量为基数计算的话，下架率数值超出图1中数值1倍以上，而且之后有急剧增加的趋势。
　　损坏原因概略分析
　　齿轮箱损坏下架的原因很多，通过调查及数据统计，缺陷主要表现为：齿轮断齿，齿面点蚀、磨损、剥落，内齿圈断裂，行星轮损坏卡死，轴承磨损、内外圈跑圈等。
　　引起这些缺陷的直接原因主要是因为齿部接触不良，出现偏载，局部应力过大、引起微裂纹并逐步扩展，致使齿面烧伤、点蚀、剥落，导致齿的局部断裂。而引起这些现象的间接原因与设计制造、材料及热处理、运行维护、控制策略、环境等因素都可能有关。每一台齿轮箱下架具体情况会不同，但一般来说，制造初始缺陷是潜在诱因，在使用过程中若载荷复杂、维护不当、不及时跟踪处理会加速缺陷扩展。