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風力發(fā)電機組偏航減速器小齒輪斷裂分析應用
風力發(fā)電機組地處環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，所受載荷比較復雜，而且冬季溫度低于-30℃，風速經(jīng)常大于20m/s，風向變化較頻繁。風機的偏航系統(tǒng)主要起到對風作用，它與風力發(fā)電機組的測風系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相互配合，使葉輪處于迎風狀態(tài)，來保障風力發(fā)電機組能夠獲得風能。由于各復雜的原因及載荷使得偏航系統(tǒng)容易失效。某風場于2007年初并網(wǎng)運行，在2009年初開始發(fā)現(xiàn)偏航減速器小齒輪有斷裂現(xiàn)象，損壞比例大概為10%，大于了損壞的正常值。
偏航系統(tǒng)的構成和原理
機組偏航系統(tǒng)中主要包括：偏航電機、偏航減速器（包含偏航小齒輪）、偏航軸承（包含偏航大齒輪）、偏航制動器及相關的其它部件，如圖1.
機組采用主動偏航對風方式，安裝在風機上的風向標及時準確的測出風向，然后傳輸給風機的偏航控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)風向標信號啟動偏航電機，偏航電機驅(qū)動偏航減速器，偏航減速器小齒輪驅(qū)動偏航軸承外圈大齒輪，使風機對風。偏航系統(tǒng)中偏航制動器為液壓鉗式制動器，當機組迎風運行時，液壓系統(tǒng)提供一些的壓力，讓機組平穩(wěn)運行；當風向發(fā)生變化需要偏航時，液壓系保持一些余壓，偏航制動器提供的制動力矩，大大減少風機在偏航過程中的沖擊載荷，可使機組平穩(wěn)偏航。
材料分析
偏航小齒材料為42CrMo，直徑為235mm，齒面設計硬度HRC50～HRC60，芯部硬度HRC30～HRC40，偏航小齒為鍛造、表面滲氮處理。針對斷裂的偏航小齒輪選取了2件進行材料分析，編號為1#、2#.
宏觀分析。小齒起裂位置位于齒根部，斷裂部位均位于齒的上半部分。斷口斷面平整，有金屬光澤，斷裂件形貌相似。部分未斷裂齒輪的下半部位的齒尖有外來擠壓損壞現(xiàn)象，齒尖變形嚴重（并非拆卸時留下的）。在未斷裂小齒的其他齒面上發(fā)現(xiàn)嚙合面積只占齒面1/2，上部分齒頂也有磨損現(xiàn)象。
偏航系統(tǒng)的構成和原理
機組偏航系統(tǒng)中主要包括：偏航電機、偏航減速器（包含偏航小齒輪）、偏航軸承（包含偏航大齒輪）、偏航制動器及相關的其它部件，如圖1.
機組采用主動偏航對風方式，安裝在風機上的風向標及時準確的測出風向，然后傳輸給風機的偏航控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)風向標信號啟動偏航電機，偏航電機驅(qū)動偏航減速器，偏航減速器小齒輪驅(qū)動偏航軸承外圈大齒輪，使風機對風。偏航系統(tǒng)中偏航制動器為液壓鉗式制動器，當機組迎風運行時，液壓系統(tǒng)提供一些的壓力，讓機組平穩(wěn)運行；當風向發(fā)生變化需要偏航時，液壓系保持一些余壓，偏航制動器提供的制動力矩，大大減少風機在偏航過程中的沖擊載荷，可使機組平穩(wěn)偏航。
材料分析
偏航小齒材料為42CrMo，直徑為235mm，齒面設計硬度HRC50～HRC60，芯部硬度HRC30～HRC40，偏航小齒為鍛造、表面滲氮處理。針對斷裂的偏航小齒輪選取了2件進行材料分析，編號為1#、2#.
宏觀分析。小齒起裂位置位于齒根部，斷裂部位均位于齒的上半部分。斷口斷面平整，有金屬光澤，斷裂件形貌相似。部分未斷裂齒輪的下半部位的齒尖有外來擠壓損壞現(xiàn)象，齒尖變形嚴重（并非拆卸時留下的）。在未斷裂小齒的其他齒面上發(fā)現(xiàn)嚙合面積只占齒面1/2，上部分齒頂也有磨損現(xiàn)象。
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