引言
　　
　　目前，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)臺(tái)數(shù)已達(dá)9萬余臺(tái)，其中雙饋及半直驅(qū)機(jī)組7萬余臺(tái)（國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)雙饋機(jī)組占比為77%，全球風(fēng)機(jī)雙饋機(jī)組占比為81%, 數(shù)據(jù)來源: MAKE咨詢），風(fēng)電齒輪箱是此類風(fēng)機(jī)的核心部件，規(guī)范的應(yīng)用維護(hù)是保證風(fēng)電齒輪箱高可靠性的前提。
　　
　　風(fēng)電齒輪箱全壽命周期的應(yīng)用及維護(hù)
　　
　　風(fēng)電齒輪箱的維護(hù)及應(yīng)用從齒輪箱發(fā)貨時(shí)已經(jīng)開始，包含運(yùn)輸及存儲(chǔ)、裝配調(diào)試、并網(wǎng)運(yùn)行三個(gè)階段。風(fēng)電齒輪箱的維護(hù)及應(yīng)用的品質(zhì)直接影響齒輪箱的可靠性。
　　
　　運(yùn)輸及存儲(chǔ)階段
　　
　　風(fēng)電齒輪箱在運(yùn)輸過程中應(yīng)做好齒輪箱的包裝箱，避免外力的因素?fù)p壞油管、冷卻風(fēng)扇以及電機(jī)等部件，包裝箱應(yīng)采取防水、防腐措施，避免由于天氣變化產(chǎn)生的水污染齒輪箱。齒輪箱在包裝箱中必須固定，降低齒輪箱的振動(dòng)，應(yīng)選用振動(dòng)較小的運(yùn)輸方式，運(yùn)輸過程中應(yīng)將齒輪箱放置在振動(dòng)較小或可以避免振動(dòng)的位置。特別注意的是風(fēng)電齒輪箱不允許使用鐵路運(yùn)輸。風(fēng)電齒輪箱應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)藏在一個(gè)干燥的、空氣流通較好、沒有振動(dòng)的地方，需要有除濕措施，避免由于溫度變化產(chǎn)生的水汽凝結(jié)在零件表面，嚴(yán)禁室外存放。應(yīng)當(dāng)有避免灰塵及其它雜質(zhì)進(jìn)入齒輪箱的保護(hù)罩，且保護(hù)罩內(nèi)應(yīng)有防腐劑保護(hù)，避免輸出軸及加工表面受到腐蝕。齒輪箱不能直接和水接觸，例如雨水、雪，即便在短暫的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也不可以。當(dāng)風(fēng)電齒輪箱存放超過供應(yīng)商規(guī)定的最大存儲(chǔ)時(shí)限時(shí)，需要重新進(jìn)行防腐處理，該防腐處理主要包括齒輪箱沖洗和重新刷防銹油，具體需要按照制造商的要求執(zhí)行。齒輪箱的腐蝕是一個(gè)不可逆的過程，會(huì)極大的影響齒輪箱的使用壽命，所以防腐在齒輪箱的運(yùn)輸及存儲(chǔ)中是至關(guān)重要的。既然提到防腐，除了齒輪箱本身的防腐外，與其配套的機(jī)艙的密封性能，同樣會(huì)對(duì)齒輪箱的運(yùn)行帶來極大的影響，不良的機(jī)艙密封，會(huì)導(dǎo)致齒輪箱處于與設(shè)計(jì)要求不符的環(huán)境條件下運(yùn)行，例如風(fēng)沙、濕氣等都會(huì)對(duì)齒輪箱的正常運(yùn)行產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，所以，風(fēng)電齒輪箱是否能夠得到良好的應(yīng)用和維護(hù)，須從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)源頭就開始著手考慮。
　　
　　裝配調(diào)試階段
　　
　　風(fēng)電齒輪箱的裝配主要有齒輪箱支撐的裝配、主軸連接的裝配、高速軸連接的裝配、齒輪箱加油以及電氣件的接線。風(fēng)電齒輪箱裝配前需要首先去除安裝面的防銹劑，這一步是十分關(guān)鍵的。齒輪箱支撐的裝配需要確保齒輪箱的本體不能與固定在風(fēng)機(jī)底架的剛性支撐接觸，避免額外的載荷施加到齒輪箱上。在一款海外的1.5MW機(jī)型上就出現(xiàn)過齒輪箱主體與固定在風(fēng)機(jī)底架的剛性支撐接觸的案例，最終導(dǎo)致齒輪箱行星級(jí)的失效。如果是收縮盤連接方式的齒輪箱在安裝主軸時(shí)不建議加熱行星架，即使必須使用加熱的方式安裝也需要確保加熱的溫度不能超過120℃。高速軸連接的安裝需要確保對(duì)中的精度，對(duì)中精度差會(huì)導(dǎo)致齒輪箱高速軸在并網(wǎng)發(fā)電過程中偏載，影響使用壽命。既然說到對(duì)中的問題，那么就不得不說機(jī)架本身的變形對(duì)傳動(dòng)鏈對(duì)中的影響，所以在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)階段需要對(duì)傳動(dòng)鏈及風(fēng)機(jī)機(jī)架的剛度做系統(tǒng)性的評(píng)估。另外齒輪箱需要按照要求定量的加油，過多的油量會(huì)導(dǎo)致齒輪箱的漏油，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，85%以上的風(fēng)電齒輪箱低速級(jí)漏油是由于加油過多導(dǎo)致。過少的油量會(huì)影響齒輪箱的冷卻、潤(rùn)滑效果，還會(huì)導(dǎo)致油品發(fā)泡過多，影響齒輪箱的使用壽命。
　　
　　并網(wǎng)運(yùn)行階段
　　
　　由于風(fēng)電齒輪箱為精密的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備，在使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀齒輪箱制造商提供的使用說明書和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)，確保能夠在使用期間按照正確的方式對(duì)齒輪箱進(jìn)行日常的維護(hù)保養(yǎng)，風(fēng)電齒輪箱并網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用及維護(hù)需要做到實(shí)時(shí)的監(jiān)控、定期的檢查、及時(shí)的更換以及專業(yè)的評(píng)估，才能保證風(fēng)電齒輪箱穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。
　　
　　實(shí)時(shí)的監(jiān)控在風(fēng)機(jī)應(yīng)用維護(hù)中顯得尤為重要，應(yīng)嚴(yán)禁為保證發(fā)電量而屏蔽部分傳感器信號(hào)。實(shí)時(shí)監(jiān)控的前提是風(fēng)機(jī)控制策略的正確性，風(fēng)機(jī)控制策略中涉及風(fēng)電齒輪箱的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通常包括壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、功率、油位，這些信號(hào)的控制設(shè)置值必須參照原制造商的要求值進(jìn)行設(shè)置，否則會(huì)產(chǎn)生各種報(bào)警影響齒輪箱的運(yùn)行。例如：軸承報(bào)警溫度值設(shè)置偏低，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)滿功率運(yùn)行時(shí)經(jīng)常停機(jī)；低溫型風(fēng)機(jī)風(fēng)扇的啟動(dòng)溫度設(shè)置偏低，導(dǎo)致潤(rùn)滑油不能通過冷卻器達(dá)不到冷卻效果而發(fā)生齒輪箱高溫報(bào)警等。需要重點(diǎn)關(guān)注的是低溫型風(fēng)機(jī)的低溫啟動(dòng)控制策略，低溫啟動(dòng)必須按照低溫啟動(dòng)的必要條件啟動(dòng)，過早的啟動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的燒毀、電機(jī)聯(lián)軸器的碎裂，過早的并網(wǎng)發(fā)電會(huì)導(dǎo)致齒輪箱在不良的潤(rùn)滑中運(yùn)行加速齒輪和軸承的失效。控制策略中應(yīng)該避免長(zhǎng)時(shí)間的鎖死風(fēng)機(jī)，長(zhǎng)時(shí)間的鎖死風(fēng)機(jī)會(huì)導(dǎo)致齒輪箱的接觸齒面長(zhǎng)期缺油狀態(tài)下磨損，出現(xiàn)停車紋（standing still mark），使齒輪箱出現(xiàn)異常的振動(dòng)噪音甚至最終導(dǎo)致斷齒。長(zhǎng)期鎖死風(fēng)機(jī)的原因是多種多樣的，而齒輪箱作為連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸入和輸出端的重要傳動(dòng)設(shè)備和承載部件，機(jī)艙內(nèi)任何一個(gè)零部件損壞導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)都可能造成停車紋的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響齒輪箱的正常運(yùn)行。另外，控制策略應(yīng)避免高轉(zhuǎn)速下直接通過高速級(jí)剎車系統(tǒng)制動(dòng)，通過高速級(jí)剎車系統(tǒng)制動(dòng)會(huì)對(duì)齒輪箱造成極大的沖擊載荷，極大縮短齒輪箱的使用壽命，嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生齒輪過載折斷、軸承擋邊斷裂等失效模式。增加振動(dòng)監(jiān)控能顯著的提高對(duì)風(fēng)電齒輪箱監(jiān)控的效果，風(fēng)機(jī)中增加振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展中是一個(gè)必然的趨勢(shì) 。
　　
　　風(fēng)電齒輪箱定期的檢查應(yīng)包含風(fēng)電齒輪箱是否漏油、油位是否正常、目視檢查齒面是否正常、振動(dòng)水平、噪音水平等，除了風(fēng)電齒輪箱本體以外，檢查還應(yīng)該包含整個(gè)傳動(dòng)鏈與齒輪箱相關(guān)聯(lián)的部件，包括主軸軸承、彈性支撐、高速軸聯(lián)軸器等，這些檢查經(jīng)常是被忽視的，但是這些相關(guān)部件的失效會(huì)給齒輪箱帶來非常惡劣的影響。例如：三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)，彈性支撐體的失效或塑形變形會(huì)引起齒輪箱的偏心而最終導(dǎo)致齒輪軸承的偏載失效；主軸軸承的失效或軸向定位松動(dòng)使得齒輪箱承受軸向載荷而加速行星架軸承的失效；電機(jī)聯(lián)軸器的屏蔽不好會(huì)導(dǎo)致齒輪箱齒輪及軸承的過電流腐蝕等。
　　
　　及時(shí)的更換是指對(duì)易損易耗件的更換，主要包括濾芯、空氣過濾器、潤(rùn)滑油、溫控閥以及橡膠件。這些易損易耗件的更換不及時(shí)，都可能產(chǎn)生系統(tǒng)性的問題而影響齒輪箱的壽命。例如：濾芯的更換不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致齒輪箱油品清潔度達(dá)不到要求，影響齒輪及軸承的潤(rùn)滑效果，導(dǎo)致壓痕、劃傷、點(diǎn)蝕發(fā)展至斷齒，而且會(huì)縮短溫控閥的使用壽命，導(dǎo)致溫控閥頻繁失效。這其中潤(rùn)滑油及時(shí)更換的重要性時(shí)常不被風(fēng)機(jī)擁有者理解，油品的清潔度、氧化、水含量、抗泡性、酸值等特性達(dá)不到要求會(huì)影響齒輪和軸承的潤(rùn)滑，導(dǎo)致齒輪和軸承出現(xiàn)早期磨損、微點(diǎn)蝕、點(diǎn)蝕、剝落甚至斷齒。因不舍這些預(yù)期的更換維護(hù)費(fèi)用而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)更嚴(yán)重的失效，損失數(shù)倍甚至數(shù)十倍的維修費(fèi)用、發(fā)電量損失顯然是不明智的。
　　
　　專業(yè)的評(píng)估是指齒輪箱出現(xiàn)各種報(bào)警或異常時(shí)對(duì)齒輪箱狀態(tài)的評(píng)估、故障排查、處理方案的確定以及后續(xù)運(yùn)行建議，這需要較高的專業(yè)技能，可以委托原制造商或者其他有資質(zhì)的第三方完成。
　　
　　結(jié)論
　　
　　在風(fēng)電齒輪箱維保的預(yù)防性管理的基礎(chǔ)上，規(guī)范的應(yīng)用及維護(hù)風(fēng)電齒輪箱，才能保證風(fēng)電齒輪箱的高可靠性，保證風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。（作者：許軍 芮立鑫 王福東）