风力发电机偏航齿轮箱太阳轮断齿失效分析
厉旭旺
黄成彦
李贵方
范焕
王瀚
魏煜锋
明阳智慧能源集团股份公司 风能研究院,中山 528437
摘要：[目的]偏航系统的疲劳载荷是风力发电机产生故障的主要原因,偏航驱动等齿轮箱断齿、断轴现象仍为高频故障.失效分析结果表明,原材料的生产工艺、组织调控结果、宏观力学性能调配、部件装配间隙、啮合关系、振动影响是主要的失效原因.研究分析这些规律,可以查明陆上风机偏航驱动齿轮箱太阳轮输出齿的断齿故障原因,为后续风机的偏航系统研究设计提供技术支撑.[方法]通过对失效输出齿的理化性能测试、SEM断口分析,排查了齿轮结构设计、机组运行状态,确定了断齿原因.[结果]结果表明,输出齿的表层马氏体组织异常分解,导致表面硬度不足58 HRC、硬化层深度偏浅10%,降低了轮齿的表面接触强度;断面残留多个约5 μm非金属夹杂物,齿根表面机加工刀痕粗糙,降低了轮齿齿根弯曲强度;运行过程中齿条间有效啮合区仅50%,存在严重偏载,导致轮齿工作应力超出许用应力,诱发齿面疲劳磨损及早期开裂,后期载荷超出承载极限时产生断齿.该偏载断齿现象经机加工艺及齿形优化后有一定改善.
关键词：太阳轮失效非金属夹杂物组织异常偏载
分类号：TH114(机械学（机械设计基础理论）)
资助基金：广东省重点领域研发计划项目(2021B0101230002)
论文发表日期：2025-02-14
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 118-124 )
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