風電齒輪箱清潔度的影響與控制

來源：南京安維士

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一、風電齒輪箱簡介

風機整個傳動鏈主要由三個部分組成，即葉片輪轂、主齒輪箱、發(fā)電機，齒輪箱處于中間位置，通過與主軸及高速軸聯(lián)軸器實現(xiàn)與機艙輪轂、發(fā)電機連接，齒輪箱的主要實現(xiàn)的是增速功能，使葉片的轉(zhuǎn)速通過齒輪箱增速后能夠達到發(fā)電機的發(fā)電轉(zhuǎn)速。

二、風電齒輪箱清潔度的定義及標準

簡單來講，風電齒輪箱在葉片輪轂和發(fā)電機之間，所承擔的就是匹配轉(zhuǎn)速和傳遞扭矩的作用，因此，齒輪箱的正常工作影響到整個系統(tǒng)的正常運行，它各方面的特性也隨之重要。目前，國內(nèi)生產(chǎn)風電主齒輪箱與國外產(chǎn)品相比，尚存在著差距，對產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過程中的清潔度不夠重視，而造成產(chǎn)品質(zhì)量差、壽命短等問題。部分國內(nèi)齒輪箱制造商在引進國外先進技術(shù)的同時，并未對產(chǎn)品加工裝配過程的清潔度引起足夠重視，結(jié)果造成雖然擁有同樣的技術(shù)，但生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能卻與國外相差很多。

齒輪箱的清潔度作為評價齒輪箱裝配質(zhì)量的一個重要的指標，是貫穿整個裝配過程始終的信條。齒輪箱上的清潔度主要體現(xiàn)在各零部件在加工裝配過程中產(chǎn)生的鐵屑及其他雜質(zhì)，潤滑油的潔凈度等問題。清潔度問題雖簡單，但引起的問題或故障卻是多方面的。根據(jù)目前使用的ISO 4406標準，我公司出口齒輪箱清潔度要達到14/11，國內(nèi)產(chǎn)品齒輪箱清潔度要達到15/12。這是一個很高的要求，它評價的是整個齒輪箱系統(tǒng)，而不是某一個或幾個零部件的清潔。所以清潔度不能全靠齒輪箱裝配好后通油沖洗來保證，而是需要裝配整個過程中各工步共同努力來實現(xiàn)。

清潔度的相關(guān)標準如下：

1.ISO4406: 2000 （GB/T 14039-2002）

如ISO 4406:2000-15/12

第一個代碼表示每100毫升油液中≥6μm顆粒的數(shù)量

第二個代碼表示每100毫升油液中≥14μm顆粒的數(shù)量

2.NAS1638   美國航空航天協(xié)會提出并制定的一個標準

三、風電齒輪箱清潔度的影響因素和控制

1.裝配過程清洗、運輸、擺放。 齒輪箱所有投裝零件，在裝配前必須經(jīng)過清洗，清除所有鐵屑、雜物、灰塵。清洗時裝配的重要準備工序，是控制齒輪箱清潔度的源頭，所有可以在清洗完成的清理動作，都必須在這一步完成。零件投裝至裝配區(qū)域后，不允許再出現(xiàn)打磨修整，若有必須，則再次投裝前，需要再次進行清洗。已清洗零件和待清洗零件分開擺放，防止產(chǎn)生二次污染，運輸過程、清洗后擺放都必須及時進行防塵保護，用塑料薄膜覆蓋。裝配現(xiàn)場，包括裝配使用的工裝、工具，都必須嚴格控制清潔度，裝配工在裝配過程中嚴格按照工藝要求執(zhí)行。

2.新油中的污染。 這是齒輪箱裝配后，引起清潔度差的直接原因。所有的新潤滑油均含有一定的雜質(zhì)，在使用前，必須要經(jīng)過專門的油站，專門的濾油裝置進行過濾，達到規(guī)定的工藝要求。否則，當齒輪箱開始運轉(zhuǎn)，潤滑油便進入潤滑管路分配到各個潤滑點（一般是齒輪嚙合區(qū)和軸承區(qū)），其中的雜質(zhì)也隨著到達嚙合區(qū)和軸承內(nèi)，從而影響到它們的使用壽命。

3.磨損和氧化中再次產(chǎn)生或者外界空氣帶入。 齒輪箱在運行一段時間后，不可避免的會產(chǎn)生一些磨損，或者部分零件表面因潤滑油膜失效，空氣進入產(chǎn)生氧化，由此產(chǎn)生的雜質(zhì)隨著潤滑油流向齒輪箱內(nèi)部各處，從而影響齒輪箱的性能和壽命。因此，齒輪箱中增加了高精度過濾系統(tǒng)和磁性裝置。

4.齒輪箱后期維護時落入齒輪箱內(nèi)的雜質(zhì) 。 齒輪箱在運行過程中，出現(xiàn)故障需要進行維護時候，如果有雜質(zhì)進入齒輪箱，從而隨著潤滑油流向齒輪箱各處，同樣會造成齒輪箱運行性能和壽命下降。因此，我們運維人員在對齒輪箱現(xiàn)場維護時，需要注意對齒輪箱進行保護，防止有雜質(zhì)進入齒輪箱。

齒輪箱清潔度的控制，目前主要還是在于裝配前零件清洗、防塵保護等；裝配現(xiàn)場使用的工裝、工具、量具等，操作工均需要按照工藝要求控制清潔度；裝配完成后對齒輪箱進行整體沖洗，建立專用的沖洗油站，通過沖洗油站提供大流量高清潔度的潤滑油對齒輪箱進行沖洗；沖洗、試驗后，需要對齒輪箱進行油漆，按照工藝要求進行防銹防腐操作。運行過程中，齒輪箱主要依靠自身潤滑過濾系統(tǒng)，配置高精度的濾芯進行過濾保護。

四、風電齒輪箱清潔度控制的重要意義

清潔度作為影響齒輪箱壽命的重要因素，是貫穿整個齒輪箱生命周期的重要指標。零件的清潔度對提高裝配質(zhì)量、延長產(chǎn)品使用壽命具有極其重要的意義，特別是對于軸承、精密配合件、液壓元件、密封件更為重要。清潔度不達標，會使軸承磨損、發(fā)熱和過?失去精度，也會因為污物、固體小顆粒劃傷配合表面，導致零件工作面出現(xiàn)研傷、點蝕等事故，甚至可能堵塞油路，使相互運動的零件之間得不到良好的潤滑，加快零件磨損。清潔度的控制又主要體現(xiàn)在裝配過程，任何零件在流動過程中的清潔度都必然會給后道工序帶來影響，提高清潔度是我們勢在必行的重要工作。

清潔度控制應該深入到每一個人員的思想中，每個人都能從全局出發(fā)，相互配合、共同進步，改善工件和現(xiàn)場的清潔，以確保我們的齒輪箱質(zhì)量再上一個臺階，為自己負責、為客戶負責，提高產(chǎn)品影響力和公司總體形象。