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& 压缩机气阀监控 & 气阀监测仍是减少非计划停机的主要监测手段。
图1Prognost故障模式的调查，台524次压缩机故障评估，机器分布在72个工厂。 未发现的吸入阀故障可能导致压缩机更危险的失效。在往复机监测早期，维修策略主要是基于温度测量。更好的方法，结合温度监测与气缸振动加速度测量和PV图的分析！ 气阀的温度监测 压缩机的热力学，吸气或排气阀泄露都会导致阀座温度的升高。 a）温度传感器安装在阀盖。 b）温度传感器安装在一个套筒里，套筒穿过阀盖安装于阀座内。 a方法受阳光、风的影响，精度低。b方法测量更精确，更早探测温度变化，使用热电阻或热电偶传感器，采集的信号发送给分布式控制系统（DCS），或PLC或机组监控系统（MMS）。DCS或MMS可以将温度形成趋势，利于阀的监测。但状态监测使用多组不同传感器的偏离值分析，能更好的监控机组。 图2在线加速度信号和分段显示（带报警和危险两个阈值） PV图监测 PV图分析要求在每一个压缩室安装压力传感器监控进气和排气阀，压力传感器安装在制造商提供的示功孔，API618要求传感器和示功孔之间有示功阀。如果老机器，可以利用吸入或排气阀，通过阀中间特殊的螺栓。PV图基于动态压力测量，要求采样率在KHz范围，探测小的泄露和高频的压力脉动。此外，动态的气缸压力和其他参数，例如，压缩机转速，连杆活塞尺寸比率和活塞的重量，计算动态活塞杆负载和反转角。活塞杆的负载是其中最关键的监测压缩机的状态和完整性的参数，有助于确定临界负荷条件。 气缸加速度监测 加速度传感器通常安装在气缸。为永久性安装，气缸振动传感器可以安装拧紧到钻螺纹孔的缸上或螺纹安装在安装垫上，安装垫粘在气缸。 对于双作用压缩机，柱状图利于监测分析缸头和曲轴箱侧的四个气阀。 传感器配置 四缸机组，气阀温度传感器至少16个，多数情况32个传感器，成本高。 在大多数情况下，如果一个排气阀已被确定为损坏；通常所有的排放阀都会更换。因此，每个阀具有一个温度传感器的好处不复存在。 双作用机组，仅需在气缸安装一个缸体加速度传感器，即可发现潜在气阀早期故障，以及填料、大小头瓦等故障。而且，检修气阀时，这个缸体加速度传感器不用移除。
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者：陈辉；联系邮箱：；单位：阿姆斯壮 一、前言 某一台搅拌机电机设备铭牌参数如： 电机型号 M2QA225M6A、功率 30KW 、转速 980r/min、前轴承型号6213ZZ/C3、电机后轴承型号6313ZZ/C3、主动轮直径 200mm、从动轮直径 900mm、皮带长度 3550mm、叶片数3 。 设备该设备自2013年开始振动较为不稳定，于日检测发现电机水H2平向振动数值上升到41.02mm/s。 各检测点分布如上： 1电机水平H1 2电机垂直V1 3电机水平H2 4电机垂直H2 5电机轴向A2 6轴承座水平H3 7轴承座垂直V3 8轴承座轴向A3 9轴承座水平H4 10轴承座垂直V4 & 二、故障分析 设备至2月16检测趋势上升，振动数值如下： & 各测点振动数值如下：（振动数值单位mm/sec） 电机 振动数值 轴承座 振动数值 水平H1 22.69 水平H3 16.15 垂直V1 &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者:邵艾军， 邮箱 ：@， 单位：利泰检测 设备图片及问题点描述 1、问题点描述：此设备为XXX公司自备电厂，自2006电厂扩建新增加的2台水塔，试车时发现振
动很大，最大振动值达到12-15mm/s RMS值，2台水塔问题点都一样，主要振动频率为叶片通过频率； 2、传动方式：联轴器传动； 3、马达型式：四极马达(110KW)； 4、马达转速：约1494RPM（24.9Hz）； 5、风扇转速：约170RPM（2.83Hz）； 6、其
它：齿轮箱与马达为共同底座； 7、轴承型号：未知； 8、齿轮齿数：未知。 水塔厂家改善过程，如下图： 1、 调整风筒与风机间隙后振动依然偏大； 2、 怀疑风筒刚性不足，加强风筒刚性后振动还是偏大； 3、 以下改善图片为XX电厂客户提供。 水塔制造商最终委托专业公司进行分析，由于相隔时间太久原始档案丢失，无法将频谱细化后放大，请给位专家谅解，采样频谱如下：
所有测点的振动值 最大振动值频谱 问题点分析 实施改善 1、经与客户讨论决定，风筒的加强筋维持不变，将原有的双边间隙59.5mm更改为72mm； 2、将现有的5片叶片，更换成6片叶片。 改善后效果（下图数据为客户提供），如下图： 总结
一般若为叶片通过频率或齿轮频率与其它结构产生共振，可采取变更叶片数或齿数的方式避开共振，唯需注意远离的共振频率，通常叶片或齿轮频率应远离共振频率20%~25%以上。 最后感谢XXX电厂设备工程师提供此案例的改善图片、改善后的数据，由于您的付出，才能成功的和大家一起分享此案例，谢谢！
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烨辉（中国）科技材料有限公司 1.机组信息 1.1
机组照片: 1.2 机组工艺及现况简述:
张力辊设备主要功能为带动钢板并维持其一定张力。
机护周点检人员发现该马达振动总值较上周点检增长明显，生产单位也反应该马达多次保护跳脱，因此配合机护和生产单位查找异常跳车原因。 2. 机组测点及参数 2.1 机组测点布置:
2.2 机组参数:
马达转速:变频
马达轴承: 6313ZZ 6311ZZ 3. 振动分析
3.1 振动检测数据分析: 速度有效值(O-Peak值,警戒值为2.8mm/s) 设备名称 测点位置 垂直V(mm/s) 水平H(mm/s) 轴向A(mm/s) 镀一 张力辊3-2 MOTOR(MI) &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者:李志刚
，邮箱:，单位:北京博德威电力振动科技有限公司 1
概述 某电厂#1发电机组是英国BRUCH公司生产的涡轮发电机组，由两台燃机（A,B）驱动。发电机型号：B-Dax72-340ER。机组额定功率81MW。机组于2006年投产，投运时因发电机主励磁侧振动大，由厂家做过平衡处理。2014年5月机组第一次大修，发电机抽转子吹灰，回装后发电机主励磁侧出现振动大的问题。达到90-100um。（该机组100um报警） 受检修单位委托，我公司于日到现场进行了数据测试，提出了平衡方案，平衡后效果显著，发电机主励磁侧振动降到30um。其他轴承振动良好。 2
轴系及测量系统 1号发电机组由两台燃机通过涡轮透平驱动发电机发电。轴系示意图如图1。3、4号轴承是发电转子的轴承，3号是副励磁端，4号是主励磁端。现场装有电涡流传感器监测转子的振动，没有速度传感器。电子间配有Bentley3500TSI系统。测量时从TSI缓冲输出端取信号实时监测轴承振动，同时在现场布置了一套独立的测量系统测量轴承座振动。使用的是本特利（Bentley）的速度传感器，经过仪表积分显示的是微米，峰峰值。测点示意图如图2所示。 3
振动测量 日下午12:48冲转，12:49定速。升速过程振动良好。定速时4X达到95um，其他轴承振动良好。振动数据见表1序1。升速过程的波特图如下所示。 表 1
1号机组定速数据（基频，单位：微米∠度）平衡前 & 序 1 2 日期 909 140909 时间 12:49 12:56 13:02 转速（RPM） 00 负荷(MW) 定速 0 0 轴承 振动 3X &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者:马晓伟(Jeremy Ma)，邮箱:，单位:世伟洛克(中国)流体系统科技有限公司 1.机组照片及现况简述 图1 机组现场图片
此风机主要为钢板经过退火炉区后冷却作用。位于XX高塔区7楼 此风机振动值有偏大,特别是风机壳体,最大值达到30mm/s。风机基座曾多次出现螺栓松脱之现场。故我携带振动频谱分析仪器对此风机进行故障诊断。
2．机组测点布置 机组参数 马达转速：1450rpm
功率30Kw 风机转速：1357rpm 马达轴承: 6312ZZ 6310ZZ 风机轴承: 未知 风机叶片: 6片
图2 机组测点布置
3．振动数据 (本次数据采集时间： 09:20:10)
表1 速度值(O-Peak值)(警戒值为6.98mm/s) 设备名称 测点位置 垂直V(mm/s) 水平H(mm/s) 轴向A(mm/s) XX 冷却风机M004 马达(MI) 2.75 2.21 1.70 &
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—30日，2014中国工程机械营销&后市场大会在苏州召开. 本次大会的维修技术专场环节，哈尔滨工业大学分析测试中心教授的屠良尧作了题为《用手机测试振动和声音诊断机器故障的探讨》的主题演讲，以下为第一工程机械网编辑整理的内容： & 屠良尧：用手机测试振动和声音诊断机器故障的探讨 目前国内机器故障诊断工作情况可从两方面探讨 一方面向国际先进水平接近，当前已开展智能故障诊断研究，即机器只有极微小的异常征兆出现时就可进行诊断与预测，提前采取措施，避免重大事故；但它需要高档的硬件设备和先进的分析软件。 另一方面一些中小企业对关键设备的故障诊断既缺乏资金购买测振设备又没有专业测试人员，无法开展工作。故本文介绍便于普及的用智能手机测振声法。(限于时间，只讲测振) 第一、智能手机的各种应用 智能手机除作为蜂窝电话和听音乐，看电视，上网发微博、微信、QQ外；各种丰富多彩，功能奇妙的应用软件（Apps）如雨后春笋般出现。 安卓Android（Google Play）和苹果iOS（App Store）年初已有70万个应用软件问世！ 智 能手机内有尺寸极小（如3mm x 3mm x 1mm）的MEMS(微机电系统)传感器，直接测振（加速度），测声（声压级），测磁，测温，测光，测压，测距离等…，间接测量就举不胜举了：测速度 RMS（振动烈度），测转速，测凤速，测轨迹，测脉搏，作计步器 …，;但用作夜视仪，红外照相，找鬼影都是假的。 A. 谷歌公司今年2月推出装有”Project Tangle”（探戈项目）的3D手机后，NASA马上与其合作，开发出供维修员使用的“故障诊断””探戈项目”手机，增加了红外线诊断，超声波诊断等功能 B. 户外导航用GPS，户内呢？ 瑞典IndoorAtls（室内导航创业公司）用手机磁场计在室内导航（分辨率在3米以内），可在超市内寻找商品位置等，据9月3日中关村在线引用彭博社新闻，百度要化巨资投资该公司。 注1：
磁场计测磁感应强度，不是磁场强度!单位是特(斯拉)T 注2：振动台对台面上方的磁感应强度大小有要求，过去没仪器都不测 C. 用手机放置物体上，先激振再测振，分析后确定物体表面特性：塑料表面，木质表面，沙发，人手等。 D. 用手机可测所在处的经纬度（哈工大测得 东经E126度37.835分， 北纬N45度44.352分)，也是一种定位。 E. 用手机测地震可以得出地震烈度（Mercalli
Intensity Scale） 从1级Instrumental（仪器能测，人无感觉）到12级Catastropnic（灾难）还可用手机作为地震报警器，振动超过特定值时用声音报警，有人将手机放在进门处地板上作为有闯入者时告警，有人把手机挂在门上当门铃用;我们可放在机器上以作突发故障报警。 &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者:马晓伟(Jeremy Ma)，邮箱:，单位:世伟洛克(中国)流体系统科技有限公司 1．简述 11月25日我于XX产线月点检时，发现5号张力辊1号辊马达及3号张力辊3号辊马达振动值很大，已经超过我们所确定的振动标准表,故我们立即携带相关检测仪器与现场进行简易诊断及精密诊断。 2．机组结构简图及测点布置 机组参数于5号张力辊1号辊马达为例(产线速度150m/min) 马达工作转速：1240rpm
功率:130kw 辊轮工作转速：42rpm 马达轴承: 0C3 齿轮箱轴承: / 图1 机组结构简图及测点布置 3．振动数据 (本次最早采集时间：XX)
表1 速度值(O-Peak值) 设备名称 测点位置 垂直V(mm/s) 水平H(mm/s) 轴向A(mm/s) XX线 5号张力辊1#辊马达 马达(MI) 10.95 13.71 0.70 马达(MO) 12.01 10.31 × 齿轮箱(1G) 0.81 0.91 &
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转编者按，本文摘自“风能”杂志，有关润滑的理念亦可用于其他类型的机组。 通常，润滑对于故障的前兆性更早，可能甚于振动的预知。但振动的预知性，对于现场机组的预警、维护、维修，更为合适。预知太早或预警太晚，都不是最优秀的监测方法。 & & &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 作者：陈辉；联系邮箱：；单位：阿姆斯壮 一、前言 一台搅拌机电机设备铭牌参数如： 电机型号 M2QA315L8B、功率 110KW 、转速 735r/min 、前轴承型号6319/C3、电机后轴承型号6319/C3。 该设备从2013年4月安装完成至运行1年半一直运行稳定，直到今年10月出现异常，在做振动检测时发现异常频率时域波形有冲击现象，但电机轴承处温度变化不明显。 各检测点分布如下： 二、故障分析 设备至9月26检测趋势正在上升，10-6振动值恶化上升值如下： 频谱分析：
图1图2为电机M2测点水平速度加速度谱，速度谱上1X转速频率不是很明显，由于松动的零部件对转子的动态力产生非线性的响应，常常出现大量的高次谐频，图3时域波形出现12.24Hz（电机转速频率）冲击现象。 结论： 从频谱来看主要是松动现象，轴承松动和轴承在轴上转，以及现场电机出现异常声响（时有时无的冲击声），结合频谱及现场给出以下故障点： （一）轴承跑内圈同时有跑外圈现象。 （二）转子轴有磨损。 三、拆检与维修 10月6日对设备检查发现电机轴可以用手可以摇动，决定对设备进行拆检，现场拆检情况如下（图4、5、6）： & 现场拆检电机后检查轴承时发现，轴承松动可以用手拉动，于是决定将轴承从轴上拆下，在对轴承检查时发现外圈有跑圈现象，而转子轴轴承档磨损严重，用游标卡尺进行测量磨损约0.95mm。 由于没有备用电机在询问领导后，考虑时间较紧张，对设备进行临时处理，到新电机到货在做更换，对磨损处进行堆焊处理，将电机转子轴平均分成8等分每45度焊一条，总共焊8条，再对转子轴承档处堆焊后进行车床加工，转子轴车到正0.08mm（转子直径90mm），效果如下图（7）（8）： 完成上述工作后更换轴承重新安装。 四、实施效果 设备检修后于10月7日开车测试，个测点效果非常明显，数值如下： 前后频谱对比（电机H-2水平）： 频谱结构发生改变，趋势下降明显且数值很小。 & 五、结语 通过上述案例可以说明，利用状态监测对判定设备的故障是有效的，在科技日益发展的今天，仅靠传统的听、摸已满足不了现代设备的长期稳定无非计划停车要求，利用现代手段对设备进行监测，根据现场采集的数据，进行分析、诊断，迅速查明故障原因，同时避免突发性恶性事故的发生，利用状态监测和诊断手段参与设备运行和故障分析、诊断，这是现代设备管理发展的必然趋势。
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10月22日，2014北京国际风能大会暨展览会在北京盛大开幕。北极星电力网记者有幸采访了禾望电气客户部总监蔡海涛，以下是采访的文字实录。 此次风能大会禾望电气以“远程维护 大数据分析”为主题，携新产品风电变流器、hopeview变流器网络监控系统以及3300V中压三电平变流器亮相W1-B09展台。北极星电力网作为电力行业领先的网络媒体，一直关注着禾望电气近来在电力领域的动向。我想借此机会就新产品以及大数据等一些相关问题与我们禾望电气交流一下，以供业内人士参考、借鉴。 北极星记者： 禾望电气此次的主题是“远程维护大数据分析”，贵公司是如何利用大数据对变流器进行维护的? 蔡总:变流器作为风力发电机组中的核心的智能电气设备，其所采集和控制的电气及环境参数非常丰富，涵盖了电网、变流器、电机等主要部件电气，而且实时性强，是整个风机设备心脏和重要的传感器。然而，长期以来，这个宝贵的信息源并未被充分地挖掘出来，基于主控系统转发至SCADA系统中的变流器信息极其有限，而且实时性差(一般仅能体现平均值或有效值)。基于丰富的现场维护经验和强大的监控开发和集成能力，禾望电气创新地研发并推出了hopeView 变流器网络监控系统。该系统对风电场内的所有变流器实现高速、直接组网，在风电场局域网内部署功能强劲、应用高效的变流器网络监控系统。系统可实现在风场中控室或远程监控室内实时监控并获取变流器及相关部件的运行状态、详细参数、故障告警信息、故障记录、事件记录等大数据，还可以支持NTP协议，实现GPS时间同步，可有效提高变流器、风机乃至整个风电场的运行维护效率。运用上述获取到的大数据，一方面，利用hopeView网络监控系统的专家系统功能以及我司强大的维护专家团队可以快速的定位问题，甚至在客户还没有将问题反馈给我司以前，我们的维护团队成员就已经完成了问题的诊断，从而大大减少了风机停机损失;另一方面，利用hopeView网络监控系统的强大的报表自动生成功能，能够快速的获得风场某一段时间内的故障数据统计，该统计既可以用于风场维护汇报需求，同时也能够获得风机的故障趋势，从而使风场风机的维护有的放矢。 hopeView 变流器网络监控系统对变流器实时组网监控，支持多用户并发访问，可让维护人员在风电场中控室或具有连接互联网能力的任意地方，实时远程监控变流器的运行状态、参数，并可获取事件记录，收集故障现场数据进行在线或离线诊断。在安全允许的范围内，还可以远程对变流器软件及其参数进行升级维护，大大减少维护人员奔赴现场的人力、物力开销，提升故障处理的质量和时效，也减少了攀爬塔筒的危险作业次数。另外，对于仍在工作但存在隐患或恶化趋势的机组，系统能给予详细的警示，以提示用户进行主动维护，同时系统还具有大数据统计功能，自动生成客户需要的报表格式，在实现风场维护趋势分析的同时也大大减少了客户的统计工作量，有助于客户实现智能电网管理。 北极星记者： 此次新产品有何亮点?相比此前推出的产品，有哪些突破? 蔡总:禾望电气本次还带来了自主研发7.5MW的3300V中压变流器，采用新的三电平拓扑结构，相对于低压两电平产品方案，其使得变流器的大功率更容易实现，电网接入、发电质量、发电效率、电机匹配性都得到了更大提升，从而提高了整机的适应性和可靠性，为风电向更大功率，海上风电发展，做出来积极探索, 使得海上风电变流器特别是大功率变流器的选择更从容。 北极星记者：中国风电运维市场即将迎来一场大爆发，贵公司如何看待中国的风电运维市场?在接下来的“抢装”风暴中作何打算? 蔡总:禾望电气始终以技术和服务为导向，以实现客户价值最大化为目标，切实从满足客户的实际需求和利益为出发点。在后期的风电运维市场，禾望电气会坚持这一原则，从客户实际需求为出发点，发掘风电后市场运维商机。本次我们推出的hopeview产品，就是基于后风电维护市场中，基于提高业主运维效率和降低运维成本为出发点的一款优秀产品。 针对国内即将到来的“抢装”风暴，公司上下都十分重视，供应链、技术研发、市场拓展、客户服务等从公司各种资源层面，为即将到了市场突发需求做好充分准备。 北极星记者： 贵公司今年的销售业绩如何?接下来的市场战略布局是怎样的? 蔡总:禾望电气今年整体的销售业绩会延续过去几年良好的发展势头，在13年的基础上有一个较大幅度的增长提升。 针对接下来的风电“抢装”风暴以及风电后期运维市场，禾望电气首先会坚持公司技术领先、服务至上的理念，来面对后续风电市场这种不明确的发展态势。相信在国家大的新能源战略下，禾望电气的持续投入发展，会为新能源事业作出一份贡献。（采编：李霄霄 来源：北极星风力发电网）
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7月初，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，同济大学向大为教授做了针对海上变流器状态监测与故障诊断技术的报告。北极星风力发电网整理现场内容如下： 【向大为】：大家下午好!一个方面，我是来自于高校，我们的报告会从高校的角度来介绍一下我们的研究以及我们的关注点。另外一个方面，我这个报告的主题主要是针对海上变流器状态监测与故障诊断技术，应该说风电机组设备状态监测和故障诊断是一个应用非常广泛的一个技术，但是大家目前运用最多的，关注的焦点还是在传统的机械设备，齿轮箱、轴承，电气设备变流器是不是要进行状态监测和故障诊断，我从这个角度希望能够给大家一些新的启示。 报告的主要内容，我进行过一个梳理，主要是想回答三个方面的问题，第一个问题，我们为什么要对风电特别是海上风电变流器进行状态监测和故障诊断，第二个问题，进行海上变流器状态监测和故障诊断有需要特点。第三个问题，我们技术可不可行，目前相关技术发展是怎么样的。首先来看一下海上风电变流器状态监测和故障诊断技术研究的背景，最主要的背景是可靠性问题，因为我在金凤海上工作研发中心工作过一段时间，怎么样来提高它的可靠性呢，可靠性的问题大家都知道，但是和陆上风机不一样的情况在于海上风机除了关注大家最关心机械轴系部分的可靠性，它还关注一些故障率比较高，但是传统的观点认为它的平均时间比较高，换句话说我们传统的风机可以小病不断，但是不能有大病，但是到了海上不但不能有大病，小病也一定要减少，来提高风机的整个可靠性。他们给我讲过一个故事，金凤他们在计划开发一个海上风场，它是一个潮间带的风场，如果说我们的风机出现故障，需要排我们的船去维修，我们的船到达现场需要的时间根据季节不一样需要6-8个小时，我们船到达风机现场天色已经晚了，做不了什么事情，更考虑到风场恶劣的环境。所以说频繁的故障，特别是电气设备故障，这是一个统计的故障率的结果，我们变桨机构还有一个是变流器，故障率名列前茅。 要提高它的可靠性有什么样的方法呢，大的思路应该有这样两种方法，第一种方法实际上是我们整机厂目前采用的最多的方法，就是优化设计，提高设计和工艺来提高我们机组本身的可靠性，当然这是一种传统的方法。随着技术的发展，这样的方法一定会有一个局限。另外还有一种方法是通过状态监测和故障诊断技术来提高整个机组运行的可靠性，在运行的过程中我通过状态监测，我知道设备运行的状态怎么样，故障是否会发生，能够预测故障的发生，可以提高我整个机组运行的可靠性，甚至提高运维，节省运维的成本。这是在电力电子方面，在变流器方面，优化设计和工艺，以及与监测和诊断这两个技术的比较。我做了一个总结，或者说一个归纳，优化设计与工艺是一种被动的防御技术，状态监测和故障诊断是主动的防御技术。这就像我们汽车，它有被动的，可以把汽车做的很结实，也有主动的，比如说气囊。 通过分析我们说海上风电机组提高运行可靠性，我们进行状态监测和故障诊断技术来提高运维可靠新，我们需要什么样的技术来提高可靠性，我实际上对一些不同类型的监测和诊断技术做了一个梳理，从逻辑上讲我们我有这样一些技术可以用来进行监测和诊断，比如说我们有在线监测的方式，也有离线监测的方式，在线监测方式我们很多风机也是要装，比如说通过油液分析来诊断轴承、齿轮箱的故障。另外一种和在线对应的是离线的技术，离线的技术是我这个风机已经停下来了，在这种情况下我对风机做一个检测或者做一个实验，来知道风机现在运行的状态或者风机设备的状态，当然它们各有优缺点，离线的方案最大的优点是简单和经济，它的缺点可能实时性差一点。另外，我们还有固定式和移动式监测这样不同的技术，固定式，我的设备是装在风机里面的，移动式它可能是一种便携的设备，在人员维护的时候带上去，通过一些实验，现场来知道我设备的状态和健康情况。这样两种技术最大的差别，固定式一定要求设备的成本控制在比较低的范围，因为我们知道风机单台机组的成本，相对传统大型的机械设备而言是相对很低的，所以他要求风机的监测和诊断设备成本很低，移动式可以重复使用，可以单台设备价格高。 我们有故障后诊断，也有故障预诊断，故障后诊断我们运用最多的，就是已经发生了，故障是什么类型，在什么位置，然后我们采取相应的措施。故障预诊断就是在故障发生之前，对故障进行一个预测，甚至做到一个寿命的计算，这样的话便于我们安排运行和维护的计划。 我们梳理了常用的监测和诊断技术，我们结合海上风电的特点，来看一看我们海上风电针对风机变流器我们需要什么样技术，风电机组的数量多，但是单机成本很低，所以我们需要低成本的监测技术。如果是比较缓慢的故障，我们可以考虑离线式监测诊断技术，从成本来说可能会比传统在线固定式的技术更低。另外一个，在线固定式的监测技术，大家知道风机运行过程中有一个变速变载的特点，所以说要实现在线运行，它不仅要变，还要精确的诊断，实际上难度是很大的。但是离线的话，如果我们通过一系列的实验，相对稳定在一定条件下来开展这样的实验，可能会达到事半功倍的效果。另外海上风场的可靠性很差，所以其实我们很需要的是故障预诊断的技术。 最后一个问题，我们要回答我们有没有可能实现对风电变流器进行监测和诊断，这里是一些大家目前研究的一些技术，包括利用模型对风机变流器进行一个寿命预测，这是丹麦一个大学做的，针对风机变流器做的实验，另外还有针对器件参数进行监测，进行故障诊断的技术。我们说风机变流器的故障有很多，比如说它的控制、变流。也有利用系统变量进行监测的故障预诊断技术，所有这些技术各有优缺点，我个人认为实际上变流器故障预诊断技术是一个新兴的而且有希望的这样一个技术，但是这个技术目前还处在一个研究的初期阶段，所以没有现存的工业服务或者产品。 最后一点点时间，给大家稍微展示一下我们的一些工作，我个人是从2007年末进入到电力电子IGBT工业模块监测和诊断方面的研究工作，到现在为止我们主要围绕在IGBT结温的在线监测，另外我们在发展一些IGBT的离线监测技术。由于时间关系，我简单说一个，就是这种，IGBT离线状态监测技术，这是一个全容量的风机，我的变流器可以当风机停下来的时候我们可以通过一个特定的实验，在这个机组不运行的情况下，机组在那个情况下不会旋转，我可以通过特定的实验可以发现IGBT的温度是否会发生变化，我们实验室里面自己做，比如说50、70、90度，如果说温度变化，这个是20、40度，电流会发生很明显的变化，很多情况下IGBT的故障跟温度有很大关系，你知道它的温度变化其实你就知道它的运营状态。 最后一个小结，三个问题，我们能不能找到答案，第一个问题，由于可靠性至关重要，所以我们需要发展监测和诊断技术，来提高海上变流器运营可靠性，降低它的运营成本。第二个问题，我们需要怎么样的监测诊断技术，我们一定需要简便经济有效的监测和诊断技术，不一定是固定式、在线式的。最后一个问题，是不是可行，我们的初步研究结果证明是可行的，我的报告到这个地方，如果有时间大家愿意提问也可以。 转载：北极星
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在中国风电的快速发展时期，不少风电场出现了机组飞车、倒塌事故。事故原因多种多样。在事故分析时，只有遵从风电机组运行的基本原理、设计理念，方能找出事故产生的真实原因，以避免类似事故的再次发生。下面就某风电场的飞车、倒塌事故进行分析。 某风电场机组的飞车倒塌事故 一、事故现象 某风电场监控人员发现监控系统报发电机超速，在短暂的停机后，风电机组的叶片又再次不明原因运转。事故机组发生飞车以后，机舱已经全部烧毁，不能从监控软件和控制器获取信息，除了事故现象和烧毁机组外，能够得到的有用信息很少，这给事故分析带来了一定的困难。而事发过程留下了很多谜团，通过剖析事发时诸多特殊的现象，可找到事故发生时的确切原因。 该机组使用的是LUST直流变桨系统，Mita控制器WP3100，后台为Getway软件，由于事发时机组控制器数据没有传到后台，机组全部烧毁，数据无法读取。只能从现场人员那里知道当时的一些现象和细节。 事发时风速大约在10m/s左右。一方面，现场维修人员在事发时看到，事故机组在机舱冒烟后完全停下来了，其后又迅速启机，并飞速旋转，迅速倒塌;另一方面，控制室的监控人员从监控软件上看到，机组达到的最高转速在2700rpm以上。由于厂家维修人员和业主监控人员离出事机组距离较近，当第一次停机时，机组的机舱部分已经冒烟，所以引起了他们的特别关注，第二次启机的旋转速度又与平常机组启机有明显的区别，因此，所有现场人员都一致地描述到：“机组是完全停下来之后，经过短暂停机，机组又再次迅速启机”。 机组全部烧毁后，现场勘查发现，三支叶片都没有顺桨;在第二节塔筒的中部位置折断;主轴刹车器处于制动状态，刹车盘和主轴刹车片严重磨损。而其他部位没有卡死和剧烈磨损的现象。 从以上的现象和现场勘测留下的疑问有：当时机组是因什么故障而停机的;在机组停下来的同时，机舱因何冒烟、火源来自何方;而停机之后，没有人复位，又怎么会自动迅速启机(在正常情况下，只有当机组故障消除后，才能自动复位);是主轴刹车器刹不住还是自动解开了?如果主轴刹车器自动解开，又因何而解开等众多疑问。 然而，此次事故最为关键的是：事后三支叶片都在零度位置，没有任何收桨的痕迹。为何三支桨叶都没有顺桨? 二、事故的思考与问题 是否因屏蔽状态码造成飞车倒塌事故 该机组使用的是Mita公司所生产的风电机组控制器，其设计较为完善。该控制器把风电机组所处的状态都用与之对应代码表示，可以表明风电机组的运行状态、故障信息以及刹车等级等，这就是状态码。 对于绝大部分的状态码，根据维修人员的技术水平与当时的需要可以屏蔽(使其失效);而有的状态码则由程序设定不能屏蔽，即使是用最高权限也不能屏蔽，例如：手动停机(13)、电池检测(95)、轮毂电池故障(57)、电池电压低(、1186)、变桨速度太慢(、1921)、刹车反馈(429、455)、刹车磨损(415)以及与安全链有关的状态码等。也就是说，任何现场人员都不能对这些状态码进行操作。这样，既能保证机组安全和人身安全，又能在处理故障时采取灵活多变的措施，根据维修人员的经验、判断和处理故障能力，在保证部件安全的前提下，以达到迅速分析、判断、确认并排除故障。 经过以上分析，此次事故不可能是因现场人员屏蔽状态码造成，而事故原因何在? 有多道超速保护机组为何没有停下来 当机组第二次启机时，机组转速从0rpm一直飞升到2700rpm，中间顺利通过了多道超速保护，而没有顺桨，则是交、直流顺桨均没有起作用。 该控制器为限制机组超速而设置的状态码有：213、、310、311、312、317、328、319、320。除状态码213是只报警不停机之外，其他的9道超速保护均为停机保护。 以上状态码,除213、之外，其他超速状态码都由机组控制器的程序设定不能屏蔽。虽然状态码1905能够屏蔽，但是，它的执行是完全由变桨控制器控制的，即使在机组控制器中被屏蔽了，只要满足触发条件，叶轮顺桨依然是要执行的。 第一，状态码213(极端阵风)，限制超速，只报警不停机。 在出现瞬时飓风时，报状态码213是降低额定转速，把机组的额定转速降至安全转速，即：机组在达到1960rpm，时间超过0.2秒，叶片以5°/s顺桨，通过软件把机组的额定转速由1780rpm降到1720rpm，使机组转速迅速下降。当转速下降后，机组的额定转速还可以再次上升且不停机。这样，既保证发电又降低转速，不至于超速。 第二，状态码1905(变桨自主运行)，刹车程序BP52，交流供电顺桨。 顺桨速度为5°/s。当机组转速达到1950rpm时，硬件WP2135动作，通过滑环传到轮毂控制器，轮毂控制器接到信号后超过300ms，轮毂控制器不再接收机组控制器的任何命令，只按轮毂控制器程序设定进行顺桨。在执行顺桨的同时，轮毂控制器通过变桨通讯传给机组控制器，由机组控制器报出故障，叶片顺桨到90°。如果存在变桨通讯故障，实际顺桨没有执行，则控制器不报此1905状态码故障。 第三，BP75限制超速状态码：1411(变频器超速)、310(齿轮箱超速)、311(转子超速)、312(发电机超速)均为交流供电收桨。 顺桨速度为8°/s。1411是变频器超速，达到2000rpm，变频器发出信号通过Mita控制发出信号使机组安全停机。 310、311、312分别是齿轮箱、转子、发电机软件超速保护。机组达到相应转速，如2178rpm时，Mita控制器通过软件，给轮毂控制发出指令，让叶轮顺桨使机组停机。 第四，BP200限制超速的状态码：317(转子超速超过最大值)、328(齿轮超速超过最大值)、319(发电机WP2035超速)、320(转子WP2035超速)均为电池顺桨，同时，主轴刹车器参与制动。 顺桨速度理论上应为15°/s，其实际速度要与电池电压、电流、变桨电机、变桨齿轮箱有关，通常在10s之内，三支叶片均能顺桨到92°，主轴刹车器制动，安全链断开。 状态码317、328分别是转子、齿轮箱转速超过最大设置值。机组达到相应转速，如2400rpm时，Mita控制器通过软件控制，使机组控制器断开安全链。 状态码319、320分别是转子、发电机硬件超速保护。机组达到相应转速，如2400rpm时，通过超速模块内的继电器动作断安全链，使机组停机，而与机组控制器程序设定无关。 从上面可以看出，在绝大多数的超速停机中，只采取交流供电收桨方式，不触及安全链，主轴刹车器不参与制动。而这10道超速保护，无论是在并网状态，或者是非并网条件都能使叶轮顺桨。 不管是交流供电顺桨，还是直流供电顺桨方式，只要在顺桨过程中出现问题，会报BP190故障，电池顺桨再辅助以主轴刹车器，从而保证风电机组能安全停下来。在主轴刹车器参与制动的30s后，主轴刹车器自动解开。 当顺桨存在问题时，主轴刹车器参与制动也能使机组安全停下来。在此次事故的第二次启机后，机组转速超过了2700rpm，为什么没有顺桨?只要以上的超速保护设置有一道保护能起作用，就不可能出现三支桨叶同时停在零度位置的现象。 主轴刹车器制动是否有问题 低级别刹车BP50、BP52、BP60、BP75采用交流供电进行顺桨;高级别刹车BP180、BP190、BP200采用电池供电顺桨;BP190、BP200除了电池供电顺桨外，还要辅助以主轴刹车器参与制动。由于主轴刹车器参与停机制动会产生巨大的冲击载荷，对机组不利。因此，在一般情况下，机组只采用顺桨来执行停机，主轴刹车器不参与制动。 机组停机，顺桨起主要作用，即：交流供电顺桨或电池顺桨，主轴刹车器一般不参与停机制动，主要在维护时使用;但是，当出现交流供电顺桨和电池顺桨都不能使机组停下来时，例如：三桨叶同时不能顺桨，主轴刹车器作为最后一道保护，参与制动保证机组安全。 该机组是采用的是两个被动式(常闭)主轴刹车器，总的制动扭矩为两倍满负荷扭矩。在三桨叶不能收回的条件下，风电机组也可以安全停下来。机组在第一次停机时，三支桨叶同时不能顺桨，应该是主轴刹车器参与制动，从而使叶轮停止转动，机组完全停了下来。而第二次启机后，主轴刹车器为何不能进行有效地制动? 是否轮毂电池故障造成三支叶片同时不能顺桨 从现场实践来看，对于当时所用的LUST轮毂，当机组报轮毂电池故障时，一般都能顺桨到92°限位开关位置(安全位置)。而因轮毂电池故障造成有一支叶片不能顺桨到预定位置的情况都很少，也就是说，叶片大都能顺桨到安全位置，至多由于电池电压太低，电池没有足够的能量使叶片到达92°，而能顺桨几度，或几十度。在现场的机组运行中，对于这种轮毂，当电池检测或高级别刹车时，因轮毂电池故障，又有一支叶片停在零度位置的情况极其罕见。 再者，对于Mita控制器WP3100来说，无论是由于高级别刹车，还是电池检测时，每当报过“轮毂电池故障”后，按照控制器程序的设定，在8h以后，必然还会进行电池检测。如果电池电压真低，机组还会报“轮毂电池故障”故障。此状态码不能屏蔽，一般情况下，只有将故障处理后才会再次正常运行。 一般情况下，在报“轮毂电池故障”之前，电池检测或高级别刹车时，会报“变桨速度太慢”。按照设定一周一次电池检测，在前一次电测检测时，三支桨叶都没有报“变桨速度太慢”，也没有报“轮毂电池故障”故障(从现场人员了解，事故机组运行很好)，而在需要电池顺桨时，不只是一支桨叶在零度位置不能顺桨，而是三支叶片都因轮毂电池故障不能顺桨，从概率来讲也是很难讲得通。 &
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现代风力发电机是需要在严苛环境中运行的精密设备。恶劣的气候条件增加了风机发生故障的几率，由此导致的非计划停机和非计划维护保养成本对风场的经营产生了不良影响。为保证风机的高水平运行，润滑油的选用至关重要。因此一套包括风机选油、用油、换油等程序在内的专业风电服务对于风场的运行维修团队来说是必不可少的。 科学的油品分析是风电服务中不可或缺的重要环节，它能够通过一系列测试确定润滑油的工作情况并进而判定风机运行的状况，帮助风场的运维人员洞悉优化风力发电机运行并减少非计划停机的方法，在此基础上配合使用或更换润滑油，才能延长风机和润滑油的使用寿命，面对风机运行维护中的挑战。 重视油品分析的基础工作 要确保油品分析结果的准确性，须遵循一定的基本原则，重视测试前的基础工作。首先，运维人员一定要使用清洁、干燥的容器或专门的采样瓶进行采样，这样才能确保获得准确的测试结果。 运维人员应当尽可能从运行中的系统里采集油样(主齿轮箱或液压系统)。如果无法做到这一点，则应当在系统停运后尽快采集油样，时间最好控制在30分钟内。一般情况下标准试验只需要采集100毫升油样。 保持油样采集的一致性至关重要，油样必须要按相同的方式从相同的采样点采集。油样可以从设备的若干位置采集，通常会在(过滤前)过滤器上设置常规的采样点。可用真空泵及配管采集油样，但是要注意使用相同长度的配管，以保证每次采集油样时的采样深度一致，采样深度应当位于油位的大致中间位置。配管在每次使用后应当废弃。 为找到最合适的采样点，需要联系专业油品分析人员以及风机的制造商，让他们提供针对具体应用的建议。找到采样位置后应当记录在维护记录中，保证每次从相同位置采集试样。 另外，不要在换油后或补充大量油品后立即采样，除非目的只是检查是否以清洁方式进行了油品更换，并确认油品清洁度。 利用油品分析数据做出科学判断 多年以来，埃克森美孚一直在跟踪了解高级合成齿轮油在不同环境下、以及各种型号、规格的风力发电机主齿轮箱内的使用情况。自2000年元月至2013年八月，埃克森美孚共研究分析了大约46,700个油样。 在确定润滑油的性能特征时，通常要执行全面的试验测评。其中，系统磨损、油品氧化稳定性、粘度保持力和水污染等测试是判断齿轮箱是否正常运行的最相关的测试。 美孚齿轮油(TM) SHC XMP320适用于各种尺寸的风机齿轮箱。该产品超强耐磨损、抗负载并持久防锈、耐腐蚀。凭借优异的过滤性与耐水性，美孚齿轮油(TM) SHC XMP320已受到包括维斯塔斯、苏司兰能源等众多设备制造商的推荐与认可。 美孚工业润滑油团队通过油品测试跟踪并分析在风机主齿轮箱内的使用的美孚齿轮油(TM) SHC XMP320，取得的相关数据为判断相关风机的运行情况提供了重要的依据。 铁及其他金属元素磨损 使用电感耦合等离子光谱法测量油品中磨损金属的浓度。铁、铜、铬、铝、铅和锡均属于磨损元素，其中铁是最主要的磨损金属。如图1所示，埃克森美孚分析了32,000个油样内的铁含量，发现在整个使用时间范围内铁含量没有上升趋势，由此证明了美孚齿轮油(TM) SHC XMP320为风机提供了杰出的长期抗磨损保护。 作为油膜强度指标的粘度保持能力 粘度是衡量流体抗流动性的指标，绝大多数油品分析实验室将液体在40°C 或 100°C时的粘度作为运动粘度。埃克森美孚在测试期内未发现油品氧化增稠或发生剪切效应，表明润滑油在使用期内保持了其粘度等级(如图2所示)。这是一项非常重要的发现，因为它确认了美孚齿轮油(TM) SHC XMP320有能力在整个使用周期内保持油膜强度并提供杰出的抗磨损保护。
总酸值测定油品氧化程度 随着时间的推移油品会发生氧化，油品会发生化学变化并且酸值可能会上升，润滑油开始降解。总酸值(TAN)是指中和一克油品中酸所需的氢氧化钾的毫克数，这被用作判断润滑油是否需要更换的一项指标。随着油品总酸值上升，油品粘度会上升而润滑能力下降，导致磨损增加。另外，油品的腐蚀倾向上升，进一步加重元件磨损。 油品使用时间(小时) 如图3所示，埃克森美孚对测试结果进行了分析，表明在产品超长的服务周期过程中(3-5年)，总酸值比最初的0.9 mgKOH/g几乎没有增加(因为测试的变化性，所以出现了一些分散数据)。这表明美孚齿轮油(TM) SHC XMP320的使用寿命未受风机齿轮箱运行的影响。 水含量及潜在磨损 水是一种极具相关性的污染物，因为其存在可能导致添加剂消耗、粘度下降和元件腐蚀。图4说明了油品中长期水含量。油品中极低的水含量保证了不存在游离水，因此防止了潜在腐蚀磨损。这表明该美孚齿轮油(TM) SHC XMP320可有利于减少停机时间，并延长使用时间。 &
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U水杯：分享、交流、提高，欢迎各位工程师对文章提出宝贵意见。 未经作者和33CM允许，谢绝转载。 席晨飞，苏州纽威机床设计研究院 【摘
本文以数控车床的主轴箱为例，进行了振动信号的频谱测试与分析，并总结了振动异常的原因。通过调整后主轴箱振动的幅值有了明显降低。 【关键词】
频谱分析 Vibration Spectrum Analysis and Research of Reducing Vibration about the CNC Lathe Spindle Head Xi Chenfei，Neway Machine Tool Research Institute
【Abstract】
In this paper, the spectrum of the vibration signal &
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10月22日，2014北京国际风能大会暨展览会在北京盛大开幕。23日，机械传动系统论坛在W103开幕。论坛由原中国传动集团的副总工程师郭宝霖主持，国际领先轴承公司舍弗勒大中华区齿轮箱团队应用工程师陈向科出席论坛，并就风电齿轮箱轴承失效的原因进行了分析。以下为内容实录： 陈向科：各位专家，各位来宾，大家上午好!很高兴站在这里给大家分享一点轴承应用方面的经验。我是来自舍弗勒大中华区的齿轮箱团队应用工程师，今天给大家带来的话题是风电齿轮箱轴承失效分析，因为风电齿轮箱轴承失效是一个很大的话题。我今天只关注其中的一个要点，抛砖引玉。 我今天的话题大概分两个部分，第一个部分就是简单提一下我们风电齿轮箱的一个典型失效。我们为什么对轴承的失效这么关注，给我们又能带来哪些好处。第二个是我讲的一个重点，对行星架轴承的一个磨损失效进行的深入分析。 我们现在的风机包括齿轮箱传动系统，在这块轴承的应用舍弗勒，包括很多的轴承公司，我们已经有30到40年的应用经验。在过去这么多时间内，对轴承在风电这块的失效，轴承可能的失效模式都曾发生过。但是，有一点我们要提到，在风电齿轮箱内部，轴承出现早期失效只占了很小的一个比例。但是即使这么小的比例对我们造成的经济损失其实是很大的。对于这些轴承失效，有一些确实是来自于轴承自身，但是更多来自于应用工况。轴承的失效反映出我们整个传动链系统的弱点，我们对轴承失效进行应用分析，可以讲是提高齿轮箱稳定性的重要手段。 风电齿轮箱产生的典型失效其实有很多，我简单概括为几个方面。第一、和润滑相关的，实际上也是和最后一点应用关联起来了。但是，这是我们最常见的，就是我们润滑油品的一个污染导致轴承的磨损或者早期的各种点蚀的发生。第二、我们也看到客户现场的安装不当造成的，包括导致轴承的档边断裂，这是早期的导致轴承失效的原因。第三、我们需要做一些深入分析，才能改善我们齿轮箱的可靠性。比如最常见的我们风电齿轮箱的典型失效，我们讲打滑失效，这个实际上在过去十年，我们舍弗勒致力于推广黑化处理的轴承在齿轮箱应用的背景相关的，并且到目前为止我们整个行业对黑化，对打滑的失效已经有了很高的认识。 除此之外，包括我们提到的从应用分析来降低齿轮箱的失效风险，包括前行轮轴承的应用它的打滑导致的早期失效，我们现在推广的应用是不带外圈的轴承设计，我们讲整合式轴承设计。右下角红框圈出来的是我们提到的失效模式，就是在行星架轴承档边的失效。我们可以看到，目前我们齿轮箱最典型的设计就是一级行星，加两级平行轴，包括两级行星加两级平行轴这样的设计形式。在这样的设计当中考虑的成本和设计空间通常在第一级行星架的位置我们应用的轴承有圆柱轴承，也有圆锥轴承。但是，过去很多应用里面，我们看到比较多的满装的应用，这么一个应用，我们应用这么多年，在1.5MW到2MW的范围内它的风险是非常低的。但是随着齿轮箱设计的增大，如果我们把这种设计简单的放大，我们就看到了一个新的风险，这一块就看到了对圆柱轴承套餐档边和滚子发生的磨损失效。图片左边的小图片是滚子的断裂，这种情况继续发生下去，就是整个轴承的破坏失效，最终导致齿轮箱的失效。 这种情况是怎么发生的呢?针对这样的情况，我们可以采取哪些手段避免来提高我们齿轮箱的可靠性呢?针对这一点，我从这样一个机理出发，最终抛砖引玉提出一点预防措施这样的建议。我们讲要考虑轴承的载荷特性，我们就要考虑轴承所载的工况，第一级的行星架载荷来源不是来自于齿轮箱的扭力，或者力矩，它的来源更多和主轴，包括齿轮箱箱体的支撑相关的这样一个系统性模型来分析的。那我们就需要考虑到风级主轴轴承的布置形式对它的载荷是什么样一个影响。我们常见的装机主轴承布置形式有三种，第一、三点支撑，这个图片上主轴轴承有一个轴承，另外是齿轮箱内部的轴承进行支撑。对这样一个设计，作为这样一个传动模型，宏观来看，它是一个两点支撑，主轴是作为一个定位端，整个齿轮箱以扭力臂这个位置作为一个浮动端的设计。从主轴到齿轮箱箱体，这个力的传递就是第一级行星架轴承。从这个系统模型来看，这个行星架轴承承受的载荷是风力载荷，对这种设计，我们对轴承的考核是尤其关键的，尤其是它的承载能力和寿命。我们必须建立如图所示的系统模型才能对轴承进行考核，这时候需要施加的载荷就是风力载荷以及一些部件的制作。 对于这种情况是不存在我们今天要提到的第二点载荷区域风险的，因为两个轴承承受的间相载荷都是比较大的，方向也是一致的，这个大家可以做一个对比。 追轴轴承的第二种和第三种控制形式是两点支撑和单个轴承支撑。这两种设计有一个共同点，从理论上讲，如果主机的传动系统设计的是达到我们理想情况，主轴轴承承受了所有的风力载荷，包括间相载荷，轴向载荷，以及弯距。对于齿轮箱第一级轴承它的载荷在哪里呢?如图所示，整个齿轮箱的重量通过第一级转嫁轴承传到主轴上，最终释放到机架上。通常对于齿轮箱箱体本身的重心相对于我们轴承的位置，它是一个偏心的，再加上整个传动系统有一个倾角，这两个轴承承受的载荷是呈对角曲线的。上方向的轴承承载区域在下部，下方向的轴承承载区域在上部。因为齿轮箱这样一个纵向分离，我们上方向的轴承还需要承受一个轴向载荷。这种载荷有一个特点，由于齿轮箱的动力本身很轻，这两个轴承的间相载荷是很小的。 这样一来会带来什么样一个情况呢?我们从轴承的运动学行为看一下它这样一个失效的机理。从左下角这张图我们可以看到，刚才提到的上方向的轴承正常承载区域在下部，下方向的轴承正常承载区域在上部，对上部这部分区域的滚子，它在轴承内部的运动学行为状态是什么样的呢?对于圆柱轴承为了避免应用的风险，我们通常应用的时候是给它留的正的游隙，由于齿轮箱有这样一个重量的偏心作用，这个轴承的内外圈有一个相对倾斜的，再加上另外一个作用，就是这个轴承承受了轴向载荷，这个时候滚子在轴承内部就会出现图上所示的四点接触情况。尤其是在套圈的档边，包括内圈和外圈，以及滚道的两端，会出现很小的载荷区域。在这么小的载荷区域上，即使施加了力，没有风力载荷，或者更大的载荷，由于它接触区域比较小，应力相当高。 对于这种情况进一步加剧的是什么情况呢?在第一级转嫁轴承通常应用满柱原装的轴承，这是满足经济性和设计空间的要求，在上方向，滚子和滚子之间的间隙比较大，这样一个比较大的间隙，在运动过程中发生一个可能，就是滚子会产生一定的歪斜，会进一步加剧档边接触地方的应力提高。对于这样一个理论上分析，在我们公司轴承计算的专用软件里面可以对它进行一个模拟和输出，左下角是滚子应力的分布图，右边这个图红色区域是在滚子套圈以及套圈的档边接触的区域。最下边这个图是轴承的内圈，因为轴承的内圈承受的是圆周方向的载荷，承载区域是轴承的内圈所有圆周方向都可以出现承载。轴承外圈是由轴承的底部区域承载。但是，我们在分析的结果上可以看到，在套圈的顶部也出现一定的接触区域，并且接触区域比较小，这和我们的理论分析是比较切合的。同时，对外圈或者内圈的档边我们也可以看到轴承载荷的集中区域。 基于这样一个应力的集中就产生了我们一开始看到的档边以及滚子的磨损失效，我们找到了这样一个失效机理，我们就可以进一步想怎么样避免这样一个失效，提高齿轮箱的可靠性。从预防措施来说，第一点最好的办法就是我们选择更合理的轴承布置。对于这块我们提到，我们讲的这个应用风险存在的工况，仅在这样一个特定组合情况下产生，就是齿轮箱，行星架，采用圆柱的轴承，主轴或者形式为两点支撑，和单个轴承支撑的情况。对于主轴轴承，两点支撑和单个轴承支撑，如果有这种风险，我们在计算的时候可以评估出来，怎么进行改进?我们改善轴承的布置，比如采用定位端，不动端等布置形式。除此之外，我们还可以改善整个系统的载荷特性，来降低轴承的应用风险。比如说我们刚才提到的轴承承受的轴向载荷的贡献，如果我们在风机的设计当中或者正在运行的风机有面临这种风险的时候，采用一定的措施降低或者避免这样的一个轴向载荷，也可以降低应用风险。 除此之外，我们也可以采取一些手段，来降低这样一个风险，包括对轴承的一些新的设计的应用，在我们公司，对轴承承受轴向载荷有一个新的设计特性，叫做TB设计，下边这个图大家可以简单看到一个对比。对平端面的滚子，滚子和套圈的接触区域比较狭小，对TB设计的滚子，在滚子的端面实现大冲面的设计，滚子和端面的接触区域明显增大，这样可以降低接触应力。同时，这种优化可以使滚子和端面之间的润滑油更容易形成。 除此之外，磨损的一个来源是润滑油膜被破坏，我们对第一级行星架轴承我们通常由于要考虑到整个齿轮箱的应用，油品在这块的润滑油膜很难形成，我们计算的时候有一个值考虑润滑油的使用年限，这块这个值通常是小于1的。对前面讲的这点失效预防措施就讲到这里。那么，拓展开来，我们希望和所有的专家一道在未来通过我们的应用经验和质量概念的推广，来持续的改善齿轮箱的稳定性。我要讲的就是这么多，大家有什么问题，我们可以有一个互动的时间。 郭宝霖：大家有什么问题需要和舍弗勒提问的。 提问1：我问一下陈总，刚刚提到了端面磨损，原因载荷分析了一下，也提到润滑的影响，它油膜的值达不到1。除了润滑的角度上，如何让它更好的获得润滑减少磨损?有没有一个具体的措施?当然您列到在端部进行所谓的修行来解决接触的面积，从其他的角度来解决这个磨损，润滑方面的一些改善。 陈向科：其实润滑方面是这样的，我们提到润滑油膜比较薄，很难形成。但是，如果润滑油膜很薄，很难形成，如果油品内部再有杂质颗粒更容易被破坏。从润滑的角度，尽可能的改善油品的清洁度。 提问1：比如更高的黏度会不会更有利与抗磨损或者润滑。 陈向科：对。 提问1：现在有没有对油品黏度的建议? 陈向科：对油品的黏度齿轮箱我们考虑从低速到高速轴轴承的主要应用，我们是这样一个成熟的应用经验。 提问2：我想问一下你的这个轴承的计算，一个问题就是你们这个计算当中是不是有真实的载荷数据，然后接下来这个齿轮箱并不是刚性的，就是这个你们有没有考虑进来? 陈向科：这个问题我重复一下，要问的第二个问题是我们是不是要考虑周围部件，第一个是考虑实际的风载。实际上对于我们的计算我们有不同的模型可以进行计算，基于客户的输入。第一种情况如果客户有完整的数据，包括风载，我们刚才提到对三点支撑我们可以建立包括主轴在内的一个系统模型。这种情况就是可以考虑到风载对它的影响。当然，包括刚才您提到的这种弹性变形，我们在这块，包括齿轮箱箱体，在我们软件里边可以输入这样一个刚度矩阵，把箱体作为有限模型进行考虑。但是，通常这种计算是耗时比较长的，并且对客户的输入数据要求比较高。在相当一部分计算当中，我们只能做一些简化，比如对箱体的刚性，对风力载荷，假设完全由主轴来承受。 转载：华人风电
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