凱特風(fēng)機(jī)齒輪箱常見的軸承失效模式及解決方案

1.引言

　　長(zhǎng)沙九洲凱特風(fēng)機(jī)齒輪箱是銜接風(fēng)機(jī)主軸和發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)部件，其將主軸的低轉(zhuǎn)速的輸入轉(zhuǎn)化成中速或高速發(fā)電機(jī)所需的輸出，是風(fēng)機(jī)中的重要部件之一。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)齒輪箱的復(fù)雜工況及對(duì)可靠性等方面的高要求，風(fēng)機(jī)齒輪箱的規(guī)劃及運(yùn)用，尤其是其間作為要害零件的軸承的選型、裝置及運(yùn)用顯得尤為重要。不恰當(dāng)?shù)妮S承選型或是不妥的裝置和運(yùn)用，會(huì)導(dǎo)致軸承的各種損害和失效形式，乃至還可能會(huì)損害到齒輪箱里其他的零部件。這些損害和失效都會(huì)直接或直接的導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)，不光影響生產(chǎn)率，還會(huì)發(fā)生計(jì)劃外的更換和保護(hù)本錢。鐵姆肯公司可針對(duì)多種常見失效形式提供有用處理方案。

　　2.風(fēng)機(jī)齒輪箱軸承常見失效形式及處理方案

　　風(fēng)機(jī)齒輪箱規(guī)劃多種多樣，但是基本上都是由行星級(jí)和平行級(jí)組成。本文以現(xiàn)在比較常見的一種以行星架為輸入，內(nèi)齒圈固定，太陽(yáng)輪輸出并傳遞到平行級(jí)的規(guī)劃為例，剖析闡明常見的軸承失效形式及相應(yīng)的處理方案。

　　2.1行星架軸承

　　2.1.1常見失效形式：

　　行星架軸承的選型和運(yùn)用是和主軸的規(guī)劃相關(guān)的?，F(xiàn)在常見的行星架軸承是滿裝滾子的圓柱滾子軸承。如果主軸軸承選用調(diào)心滾子軸承，不論是單個(gè)調(diào)心滾子主軸軸承的3點(diǎn)支承規(guī)劃仍是兩個(gè)調(diào)心滾子主軸軸承的4點(diǎn)支承規(guī)劃，因?yàn)檎{(diào)心滾子軸承徑向和軸向游隙的存在，當(dāng)風(fēng)機(jī)在剎車或是其他呈現(xiàn)軸向載荷替換改換方向的工況時(shí)，主軸及其后面銜接的行星架在軸向可能會(huì)有竄動(dòng)。此刻如果運(yùn)用圓柱滾子軸承作為行星架軸承，因?yàn)槠鋬?nèi)外圈在軸向方向上有必定的相對(duì)錯(cuò)位空間，因而來自主軸的軸向竄動(dòng)會(huì)傳遞到行星架的圓柱滾子軸承，而如果竄動(dòng)量足夠大，則對(duì)圓柱滾子軸承會(huì)形成沖擊。并且，因?yàn)閮?nèi)齒圈和減速機(jī)箱體是連成一體的，所以行星輪和行星架一起軸向竄動(dòng)還會(huì)對(duì)行星輪形成齒面磨損.

　　2.1.2處理方案:

　　鐵姆肯公司引薦選用單列圓錐滾子軸承跨裝，經(jīng)過對(duì)圓錐滾子軸承預(yù)緊來處理主軸軸向竄動(dòng)對(duì)行星輪的影響。并且預(yù)緊的圓錐滾子軸承的承載區(qū)得到優(yōu)化，削減了滾道應(yīng)力，進(jìn)步了行星輪系的剛性，并能夠接受外部傳遞入齒輪箱行星架端的額定軸向力

　　2.2行星輪軸承

　　2.2.1常見失效形式：

　　常見的一種行星輪軸承是由一對(duì)雙列圓柱滾子軸承組成。在軸承外圈和行星輪內(nèi)孔之間過盈配合量缺乏或是因?yàn)辇X輪變形而使兩者觸摸面積削減的狀況下，會(huì)呈現(xiàn)外圈跑圈和磨損。

　　關(guān)于斜齒行星輪規(guī)劃而言，因?yàn)樾行禽喤c內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪一起嚙合的時(shí)分遭到大小相同、方向相反的軸向力，所發(fā)生的傾覆力矩使得外側(cè)的兩列滾子承載較大，中間兩列滾子承載較小。四列滾子之間的載荷散布不均勻使得實(shí)踐運(yùn)用壽數(shù)有必定不同，在相同規(guī)劃壽數(shù)的前提下，外側(cè)兩列會(huì)提早呈現(xiàn)疲憊脫落。

　　2.2.2處理方案：

　　Timken集成式柔性銷行星輪組件是進(jìn)步行星級(jí)可靠性的最佳方案之一。齒輪和軸承外圈集成于一體，杜絕了外圈跑圈的可能性，一起有更多的內(nèi)部空間規(guī)劃更多、更大的滾子來進(jìn)步承載才能。經(jīng)過預(yù)緊兩列圓錐滾子使其承載區(qū)得到優(yōu)化，降低了應(yīng)力和滾子打滑的幾率，使載荷更均勻的散布在兩列。柔性銷規(guī)劃答應(yīng)行星輪組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生柔性的偏移，保證齒面有很高的嚙合率，特別是對(duì)多個(gè)行星輪的規(guī)劃，使得各行星輪之間的載荷散布更均勻，并且還能夠降低加工和安裝的精度要求。

　　2.3高速軸軸承

　　2.3.1常見失效形式：

　　圓柱滾子軸承及四點(diǎn)觸摸球軸承組合在高速級(jí)的運(yùn)用中是較為常見的一種。在高速和低載的狀況下，圓柱滾子軸承簡(jiǎn)單呈現(xiàn)滾子打滑和滾道滑傷，而球軸承可能會(huì)呈現(xiàn)滑傷和微脫落的損害。

　　2.3.2處理方案：

　　鐵姆肯公司提出帶抗磨涂層的圓柱滾子軸承和單列圓錐滾子定位軸承。帶抗磨涂層的圓柱滾子軸承在整個(gè)壽數(shù)周期的運(yùn)轉(zhuǎn)中既能繼續(xù)地避免滑傷，也能夠避免因?yàn)楣饣瑒├锖s質(zhì)而形成滾道損傷以及光滑不良的狀況。單列圓錐滾子定位軸承能夠接受徑向及雙向的軸向載荷，其純翻滾的特性將滑傷的可能性降至最小。

　　3.總結(jié)

　　跟著風(fēng)力發(fā)電配備職業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是大功率風(fēng)機(jī)日趨主流，風(fēng)機(jī)及零部件的可靠性將是研制中重視的要點(diǎn)。本文介紹的齒輪箱軸承常見失效形式及其處理方案，旨在協(xié)助設(shè)備制造商選取更適合風(fēng)機(jī)齒輪箱運(yùn)用的軸承處理方案，力求不斷優(yōu)化減速機(jī)的規(guī)劃，使齒輪箱乃至整機(jī)的可靠性得到大幅的提升。