风电机组齿轮箱渗漏油原因分析及解决方案

陈朝春，马建国

（新疆龙源风力发电有限公司，新疆乌鲁木齐 830054）

0 引言

随着NEG-Micon750 kW 风电机组运行时间的增加，机组齿轮箱集电环电缆轴套出现渗漏油现象，油液通过集电环渗漏至机舱内，引发机组报齿轮油位低、齿轮油温度高等故障，同时集电环内碳刷磨损后的碳粉与齿轮油混合后大大降低了集电环的导电性，导致风力机频繁报“叶尖液压故障”，同时缩短集电环寿命。

1 渗漏原因分析

齿轮箱集电环电缆轴套渗漏油主要有5 个原因：①齿轮箱外壳开裂导致漏油；②齿轮箱连接油管漏油；③齿轮箱端盖密封不严导致漏油；④集电环电缆轴套定位螺栓因力矩不足松动、跌落导致漏油；⑤集电环电缆轴套密封圈老化导致齿轮油通过轴套内孔从集电环渗出。

现场检查发现齿轮箱端盖密封良好，齿轮箱本体及齿轮箱连接油管无漏油点，集电环上有油滴渗出（图1）。用内窥镜摄像头从齿轮箱侧集电环电缆轴套内孔中塞入，旋转摄像头检查定位销无松动、脱落，集电环电缆轴套与行星架轴孔密封采用双密封圈形式，判断漏油原因是集电环电缆轴套密封圈老化或磨损导致齿轮油通过轴套内孔从集电环渗出。

集电环电缆轴套结构如图2 所示，密封圈失效原因分析：①安装损伤。即密封件部分或全部呈现整齐伤口；②密封件卷曲。材料太硬或弹性太低，O 形圈表面处理不均匀，沟槽尺寸不均匀，沟槽表面粗糙、润滑不足；③过度压缩。密封件表面呈平面变形，并可能伴随裂纹；④挤出。密封件有粗糙破烂的边缘，通常在压力低的一侧；⑤化学腐蚀。化学腐蚀可引起发泡、破裂、小洞、褪色等缺陷；⑥挤出。密封圈与槽沟间隙过大，密封圈尺寸不合适，密封圈硬度或弹性不合适；⑦密封圈老化。密封圈使用寿命为3～6 年，达到使用寿命导致密封圈失效。现场抽出集电环电缆轴套检查密封圈，确认集电环电缆轴套密封圈老化导致渗漏油。

图1 齿轮箱集电环渗漏油

图2 齿轮箱集电环电缆轴套

2 维修步骤及方法

拆卸高速刹车蹄及支架、齿轮箱二轴端盖，用自制专用工装将集电环电缆轴套从二轴后轴孔中抽出，更换轴套密封圈。

2.1 更换工序

更换齿轮箱集电环轴套密封圈步骤：①NEG-Micon750 kW风电机组无叶轮锁，用风绳固定3 个叶尖，防止高速刹车闸拆除后叶轮转动；②将齿轮箱内润滑油放出，避免齿轮箱二轴端盖拆卸后大量渗漏油；③拆除高速刹车蹄上的信号线及其固定支架上的油管，拆卸高速刹车及支架；④用13 mm，19 mm 开口扳手拆除联刹车盘下护罩；⑤用3 mm 内六角扳手拆除集电环固定螺栓，取下集电环；⑥用力矩扳手拆除高速刹车闸与固定支架间的4 颗30 mm 连接螺栓和高速刹车闸固定支架与齿轮箱连接的6 颗30 mm 螺栓，拆掉高速刹车蹄和固定支架；⑦用力矩扳手拆除齿轮箱端盖8 颗30 mm 固定螺栓，用顶丝将端盖顶出；⑧用卡簧钳取下齿轮箱集电环卡簧；⑨用13 mm 螺栓将自制工装固定在集电环电缆轴套前端，抽出集电环电缆轴套；⑩更换齿轮箱集电环轴套密封圈。

2.2 安装

密封圈更换后，恢复安装步骤：①观察齿轮箱内固定销的位置，应与集电环电缆轴套前端键槽的位置对齐，做好标记。将更换完密封圈的集电环电缆轴套推入齿轮箱，用铜棒敲击至固定位置；②安装齿轮箱端盖，用500 N·m 力矩紧固8 颗30 mm 螺栓；③安装高速刹车闸固定支架，用370 N·m 力矩紧固6 颗30 mm螺栓；④安装高速刹车闸，用370 N·m 力矩紧固4 颗30 mm 的螺栓紧固；⑤安装齿轮箱集电环。

3 结语

NEG-Micon750 kW 风电机组二轴后轴承轴套内密封圈更换后，解决了机组集电环内部渗漏油问题，降低了“叶尖液压故障”故障频次，减少机械刹车动作次数及刹车片磨损率，节省运行维护成本，提高设备运行可靠性，有效防范了风电机组因渗漏油导致的火灾隐患，同时此方案可优化推广至相同结构方式齿轮箱渗漏油点的处理。