风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析
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【摘要】使用风力作为动力的发电机，其内部的齿轮箱是该电机组当中最为核心的一个机械零件。齿轮箱内部的高速轴，大量的使用圆锥滚子作为轴承。但这一类型的轴承发生的振动问题，频繁造成齿轮箱的振动大于规定要求的现象。根据有关的分析了解到，滚子部位出现的波纹度不正常现象，是导致振动大于规定要求这一问题的主要原因。
【关键词】风电 齿轮箱 高速轴 轴承振动 应用分析
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）19-0231-01
引言
现在，风电齿轮箱当中的高速轴的轴承在进行设计期间，大量的应用了圆锥型的滚子，但是这一类型的轴承在振动方面存在巨大的问题，频繁出现齿轮箱的振动大于规定要求的问题，对于齿轮箱进行工作的寿命以及可依赖性造成影响。因此需要引起相关建造人员的关注。
一、对轴承进行布置的具体型式
使用风力作为动力的发电机，其内部齿轮箱高速轴使用的轴承，普遍是使用1套当中的圆柱滚子类型的轴承，还有2套面对面进行配对的圆锥滚子类型的轴承（型号是32034-x）作为支承。
二、对轴承存在的振动展开测试
在对32034-X这一型号面对面进行配对的圆锥滚子类型的轴承，进行安装操作以后，对轴向之间存在的游隙进行调整，具体数值在0.20mm～0.25mm（以20℃的温差为基准），对于运行过程中产生的游隙进行计算，得出数值在0～0.05mm区间之中）这一范围内。
第1次进行测试之后，看到高速轴当中的轴承，出现不正常振动的情况，另外区域的性能指标，全部能够达到标准要求[1]。为了对高速轴当中的轴承出现的振动情况对齿轮箱部位的性能产生的影响比较，在齿轮箱1以及2的位置当中，使用不同品牌的2个轴承分别对其进行安装，另外保证两个齿轮箱其余配置全部一致，同时经过试验的方式，对振动情况展开测试，得出的结果如下表1所示。
从上表中可得，齿轮箱2当中的负载在1400kw，1700kw以及2000kw这三种情况下，其轴向出现的振动数值大于3.5mm/s，与设计的相关要求不一致要求，齿轮箱1则可以对设计提出的要求，基本做到满足。所以，经过这次开展的比较测试，能够初步给出如下的判断：齿轮箱2内部的高速轴使用的轴承，导致齿轮箱开展的振动测试得出的数据较大，因此要对其高速轴使用的轴承展开分析讨论，对出现这一问题的原因进行查找[2]。
三、振动展开的分析
（一）对外观进行检查
相关工作人员针对上述齿轮箱2出现的振动大于规定要求的情况，在测试工作的现场中对这一轴承当中的内、外圈、滚子以及保持架等零部件的不正常磨损等情况展开了检测。
（二）轴承之前就存在的故障问题发生的频率
为深入对导致这一轴承，出现的不正常振动问题的原因进行分析，首先在这一高速轴工作转速达到1802r/min阶段时，要对轴承所有零部件之前就存在的故障问题发生的频率进行计算，得出的结果如下表2所示。
（三）对出现的振动情况进行分析
按照上表2当中，振动测试期间得出的结果，还有圆锥滚子类型的轴承出现振动问题的特性，下面主要对轴向产生的振动数据展开分析，轴承出现的轴向振动的实际频谱分析结果，在低频（频率不超过3000Hz）的这一个区间段之中，文中所述两个齿轮箱，出现的振动幅值，基本没有太大区别;而在高频（频率大于3000Hz）的这一个区间段之中，齿轮箱2使用轴承出现的振动问题的幅值，显著超过齿轮箱1。另外，这一齿轮箱出现的振动问题的幅值最高点，明显大于规定的要求。对于高频（频率大于3000Hz）的这一个区间段，和上表2展开全面分析之后了解到，滚子出现故障特征所处的频率的22倍，还有44倍的谐波频率分别是在3234Hz以及6468Hz。因此若是滚子所处的22倍～44倍之间的波圆度相对偏差，造成的振动频率就应该是在3234 Hz～6468Hz这一区间内，和3200 Hz～6500Hz的这一个区间十分吻合。所以，按照实际使用得出的经验，初步对轴承出现的振动问题进行判断，也许是遭遇滚子在第22倍～44倍区间段上，波纹度产生的影响。
结束语
通过对2套不同品牌的风电齿轮箱轴承的对比试验发现，高速轴轴承的振动异常是导致齿轮箱振动超标的原因之一。滚子的波纹度对轴承的振动有很大影响，可对滚子进行油石研磨（珩磨），进一步控制滚子的波纹度，从而保证轴承的使用及质量控制。
参考文献：
[1]刘志文.风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用浅述[J].工程技术：引文版，2016（12）：253.
[2]高遠俊，戴虎，李兴林，等.风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析[J].轴承，2016（4）：50-51.
作者简介：
刘茜如（1987.10-），女，山东省聊城市莘县人，本科，助理讲师，研究方向：机械制造与控制。
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