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淺析風電齒輪箱零件清潔度控制與定量化檢測國家對環境的保護日益重視，在第 75 屆聯合國大會期間，中國提出將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，力爭二氧化碳排放于 2030 年前達到峰值，努力爭取 2060 年前實現碳中和。作為極其重要的清潔能源之一的風能必將承擔起非常重大的責任，可以預想，未來幾十年，風力發電將會迎來非常良好的發展機會，風電投裝量會不斷增加，兆瓦級也會不斷增大，海上風電也將迎來發展壯大。風電系統對葉片、齒輪箱、發電機等主要部件的質量和可靠性必將提出更高要求。作為風力發電的關鍵核心部件的主齒輪箱，它在葉片和發電機之間起著匹配轉速和傳遞扭矩的作用，它的性能的好壞，對風力發電整個系統的正常運行，起著非常重要的作用。輪齒損傷、軸承損壞正是導致風電齒輪箱不能正常運行的主要失效形式，而齒輪箱清潔度差又是導致輪齒損傷、軸承損壞、潤滑不良的因素之一，它是一個十分重要的質量特性，必須進行控制。 在齒輪嚙合的過程中，潤滑油將雜質帶入齒面嚙合區域，不但影響齒輪傳動的平穩性，甚至還會造成齒面壓痕、點蝕、膠合和磨損等輪齒損傷，縮短齒輪的使用壽命。 如果潤滑油將雜質帶入滾動軸承滾動體與滾道之間時，雜質會破壞它們之間正常的油膜，輕者會造成滾動體轉動不良，重者會使滾道及滾動體形成凹坑，造成其點蝕或其他軸承失效形式，縮短滾動軸承使用壽命。 如果潤滑油中的雜質進入滑動軸承滑動體表面后，會破壞潤滑油膜、研磨滑動軸承表面，甚至會直接破壞滑動軸承表層的巴氏合金層，造成滑動軸承磨損，振動加劇，機組無法正常運行。 另外，如果雜質堵塞噴油嘴、軸承噴油孔等位置，直接會導致齒面、軸承潤滑不足或不能潤滑，輕者導致溫度升高、壓力異常，重者造成齒輪、軸承損傷。 可見，齒輪箱清潔度差對齒輪箱潤滑、齒輪嚙合以及軸承等均產生相當大的影響，企業要采取相關措施，提高風電齒輪箱清潔度整體水平，以保證風電齒輪箱正常、可靠運行。 一般來說，齒輪箱清潔度是指潤滑油本身清潔度、齒輪箱內部各個零件清潔度、裝配過程產生的清潔度、齒輪箱運轉過程中正常磨損產生的清潔度之和。 齒輪箱的制造是一個復雜的過程，包含零件鑄造、鍛造、機械加工、熱處理、整機組裝、試驗、涂裝等過程。零件加工、運輸起吊、裝配等各環節均可能產生顆粒異物。主要表現在： 一是裝配清洗前零件本身清潔度差。一方面，零件在機加工過程產生的翻邊、毛刺、鐵屑、油污、銹斑等沒有得到及時清理或清理不到位，或者存在螺紋孔、油孔深處部位鐵屑不容易被清理掉，這些都給裝配前零件清洗工作增加了難度。另一方面，鑄件（如箱體、轉架）表面內壁油漆附著力不夠，存在局部油漆起皮、磕碰造成油漆剝落等， 在齒輪箱潤滑油的作用下，油漆脫皮會落入潤滑油中，造成潤滑油污染。 二是裝配前零件清洗過程沒有達到零件清洗后清潔度要求。如清洗時零件擺放方式不合理、清洗溫度、清洗壓力、清洗時間不合理、清洗液渾濁度高或清洗液沒有得到及時更換等因素均會造成零件在清洗工序清洗后達不到清潔度要求。 三是裝配過程產生的二次污染。主要是零件清洗后零件在起吊、存放、周轉過程中沒有及時做好防塵、防銹等措施或者零件在起吊、裝配過程磕碰產生毛刺等。另一方面是箱體結合面多余的密封膠落進齒輪箱箱體內，進入潤滑油中，造成潤滑油產生污染。 通常零件在進入裝配前都要經過零件清洗這個過程，以保證清潔度合格的零件才能進行裝配。對于零件清潔度的量化檢測，在汽車、發動機、軸承等行業比較常見，涉及的零件尺寸相對較小以，重量也相對較輕；而風電齒輪箱的零件尺寸相對較大，重量也相對較重，零件清潔度量化檢測相對困難，應用較少，目前主要還是依靠目視檢查法，檢查零件表面是否存在殘留的清洗劑、油污或其他異物等，對于箱體、轉架來說，還要檢查內壁油漆是否平整光滑、是否起泡、脫落等。目視檢查法雖然簡單但很粗糙，可能會造成零件清潔度誤判。因此，為了提高風電齒輪箱的使用壽命和可靠性，迫切需要對風電齒輪箱零件清潔度進行定量化檢測研究。 零件清潔度水平對風電齒輪箱來說是一個十分重要的質量特性，全員必須把零件清潔度作為質量關鍵控制點進行管控。企業可參考本文第 2 部分的闡述，根據自身狀況，落實提高零件清潔度整改措施并強力推動執行，以提高風電齒輪箱的清潔度整體水平，同時有必要增加對零件清潔度進行定量化檢測，將零件清潔度控制在合理水準。 本文通過試驗研究表明，壓力、距離與萃取污染物能力相關性較弱，而沖洗次數則呈顯著相關性。增加一定次數的沖洗次數，可以提高萃取污染物的能力。但是，不同零件、不同清洗機設備、不同清洗工藝等，可能都會導致顯著因子的不同，企業需要根據自身具體情況進行針對性的研究。另外，未來也可考慮定制自動循環系統實現收集、 轉移、過濾沖洗液、沖洗液再回收利用的設備，以提升檢驗效率。 杭州鋒尚機電有限公司是一家生產汽車、船用、工程機械齒輪箱配件的專業化生產企業。聯系熱線：0571-82393357 |
