引言
　　
　　目前，我國風(fēng)電裝機臺數(shù)已達9萬余臺，其中雙饋及半直驅(qū)機組7萬余臺（國內(nèi)風(fēng)機雙饋機組占比為77%，全球風(fēng)機雙饋機組占比為81%, 數(shù)據(jù)來源: MAKE咨詢），風(fēng)電齒輪箱是此類風(fēng)機的核心部件，規(guī)范的應(yīng)用維護是保證風(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
　　
　　風(fēng)電齒輪箱的維護及應(yīng)用從齒輪箱發(fā)貨時已經(jīng)開始，包含運輸及存儲、裝配調(diào)試、并網(wǎng)運行三個階段。風(fēng)電齒輪箱的維護及應(yīng)用的品質(zhì)直接影響齒輪箱的可靠性。
　　
　　運輸及存儲階段
　　
　　風(fēng)電齒輪箱在運輸過程中應(yīng)做好齒輪箱的包裝箱，避免外力的因素損壞油管、冷卻風(fēng)扇以及電機等部件，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，應(yīng)選用振動較小的運輸方式，運輸過程中應(yīng)將齒輪箱放置在振動較小或可以避免振動的位置。特別注意的是風(fēng)電齒輪箱不允許使用鐵路運輸。風(fēng)電齒輪箱應(yīng)當(dāng)儲藏在一個干燥的、空氣流通較好、沒有振動的地方，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)進入齒輪箱的保護罩，且保護罩內(nèi)應(yīng)有防腐劑保護，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)定的最大存儲時限時，需要重新進行防腐處理，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不可逆的過程，會極大的影響齒輪箱的使用壽命，所以防腐在齒輪箱的運輸及存儲中是至關(guān)重要的。既然提到防腐，除了齒輪箱本身的防腐外，與其配套的機艙的密封性能，同樣會對齒輪箱的運行帶來極大的影響，不良的機艙密封，會導(dǎo)致齒輪箱處于與設(shè)計要求不符的環(huán)境條件下運行，例如風(fēng)沙、濕氣等都會對齒輪箱的正常運行產(chǎn)生極大的負面影響，所以，風(fēng)電齒輪箱是否能夠得到良好的應(yīng)用和維護，須從風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計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機型上就出現(xiàn)過齒輪箱主體與固定在風(fēng)機底架的剛性支撐接觸的案例，最終導(dǎo)致齒輪箱行星級的失效。如果是收縮盤連接方式的齒輪箱在安裝主軸時不建議加熱行星架，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中的精度，對中精度差會導(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。既然說到對中的問題，那么就不得不說機架本身的變形對傳動鏈對中的影響，所以在風(fēng)機設(shè)計階段需要對傳動鏈及風(fēng)機機架的剛度做系統(tǒng)性的評估。另外齒輪箱需要按照要求定量的加油，過多的油量會導(dǎo)致齒輪箱的漏油，根據(jù)統(tǒng)計，85%以上的風(fēng)電齒輪箱低速級漏油是由于加油過多導(dǎo)致。過少的油量會影響齒輪箱的冷卻、潤滑效果，還會導(dǎo)致油品發(fā)泡過多，影響齒輪箱的使用壽命。
　　
　　并網(wǎng)運行階段
　　
　　由于風(fēng)電齒輪箱為精密的機械傳動設(shè)備，在使用前應(yīng)仔細閱讀齒輪箱制造商提供的使用說明書和維護保養(yǎng)手冊，確保能夠在使用期間按照正確的方式對齒輪箱進行日常的維護保養(yǎng)，風(fēng)電齒輪箱并網(wǎng)運行中的應(yīng)用及維護需要做到實時的監(jiān)控、定期的檢查、及時的更換以及專業(yè)的評估，才能保證風(fēng)電齒輪箱穩(wěn)定、可靠的運行。
　　
　　實時的監(jiān)控在風(fēng)機應(yīng)用維護中顯得尤為重要，應(yīng)嚴(yán)禁為保證發(fā)電量而屏蔽部分傳感器信號。實時監(jiān)控的前提是風(fēng)機控制策略的正確性，風(fēng)機控制策略中涉及風(fēng)電齒輪箱的監(jiān)控數(shù)據(jù)通常包括壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、功率、油位，這些信號的控制設(shè)置值必須參照原制造商的要求值進行設(shè)置，否則會產(chǎn)生各種報警影響齒輪箱的運行。例如：軸承報警溫度值設(shè)置偏低，導(dǎo)致風(fēng)機滿功率運行時經(jīng)常停機；低溫型風(fēng)機風(fēng)扇的啟動溫度設(shè)置偏低，導(dǎo)致潤滑油不能通過冷卻器達不到冷卻效果而發(fā)生齒輪箱高溫報警等。需要重點關(guān)注的是低溫型風(fēng)機的低溫啟動控制策略，低溫啟動必須按照低溫啟動的必要條件啟動，過早的啟動潤滑系統(tǒng)會導(dǎo)致電機的燒毀、電機聯(lián)軸器的碎裂，過早的并網(wǎng)發(fā)電會導(dǎo)致齒輪箱在不良的潤滑中運行加速齒輪和軸承的失效?？刂撇呗灾袘?yīng)該避免長時間的鎖死風(fēng)機，長時間的鎖死風(fēng)機會導(dǎo)致齒輪箱的接觸齒面長期缺油狀態(tài)下磨損，出現(xiàn)停車紋（standing still mark），使齒輪箱出現(xiàn)異常的振動噪音甚至最終導(dǎo)致斷齒。長期鎖死風(fēng)機的原因是多種多樣的，而齒輪箱作為連接風(fēng)力發(fā)電機組輸入和輸出端的重要傳動設(shè)備和承載部件，機艙內(nèi)任何一個零部件損壞導(dǎo)致的長時間停機都可能造成停車紋的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響齒輪箱的正常運行。另外，控制策略應(yīng)避免高轉(zhuǎn)速下直接通過高速級剎車系統(tǒng)制動，通過高速級剎車系統(tǒng)制動會對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。增加振動監(jiān)控能顯著的提高對風(fēng)電齒輪箱監(jiān)控的效果，風(fēng)機中增加振動監(jiān)控系統(tǒng)在風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展中是一個必然的趨勢 。
　　
　　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)該包含整個傳動鏈與齒輪箱相關(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)部件的失效會給齒輪箱帶來非常惡劣的影響。例如：三點支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)機，彈性支撐體的失效或塑形變形會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使得齒輪箱承受軸向載荷而加速行星架軸承的失效；電機聯(lián)軸器的屏蔽不好會導(dǎo)致齒輪箱齒輪及軸承的過電流腐蝕等。
　　
　　及時的更換是指對易損易耗件的更換，主要包括濾芯、空氣過濾器、潤滑油、溫控閥以及橡膠件。這些易損易耗件的更換不及時，都可能產(chǎn)生系統(tǒng)性的問題而影響齒輪箱的壽命。例如：濾芯的更換不及時會導(dǎo)致齒輪箱油品清潔度達不到要求，影響齒輪及軸承的潤滑效果，導(dǎo)致壓痕、劃傷、點蝕發(fā)展至斷齒，而且會縮短溫控閥的使用壽命，導(dǎo)致溫控閥頻繁失效。這其中潤滑油及時更換的重要性時常不被風(fēng)機擁有者理解，油品的清潔度、氧化、水含量、抗泡性、酸值等特性達不到要求會影響齒輪和軸承的潤滑，導(dǎo)致齒輪和軸承出現(xiàn)早期磨損、微點蝕、點蝕、剝落甚至斷齒。因不舍這些預(yù)期的更換維護費用而導(dǎo)致風(fēng)機出現(xiàn)更嚴(yán)重的失效，損失數(shù)倍甚至數(shù)十倍的維修費用、發(fā)電量損失顯然是不明智的。
　　
　　專業(yè)的評估是指齒輪箱出現(xiàn)各種報警或異常時對齒輪箱狀態(tài)的評估、故障排查、處理方案的確定以及后續(xù)運行建議，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)電場的發(fā)電效率，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。（作者：許軍 芮立鑫 王福東）