风电齿轮箱日常维护及故障处理
风电机组齿轮箱常见故障及防护措施
第30卷 第10期2023年10月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.10风电机组齿轮箱常见故障及防护措施郭阿童（国电电力湖南新能源开发有限公司，长沙 410000）摘 要：齿轮箱是风电机组中的重要部件，由于风电场环境影响，加上运行维护不当，导致齿轮箱故障发生率比较高，影响机组的安全运行。
为了降低齿轮箱故障发生率，在总结几种常见故障的基础上，提出相应的防护措施。
通过加强对齿轮箱的日常运行维护，应用监测技术监控齿轮箱重要设备部件的运行状态，并建立齿轮箱管理档案，实现对齿轮箱运行的全过程管理，能大大降低其故障发生率。
因此，风电机组齿轮箱运行维护要遵循预防为主、防治结合的原则，科学制定防护措施，提高运行管理水平，降低故障发生率及维护成本，提高风电场经济效益。
关键词：风电机组；齿轮箱；常见故障中图分类号：TM614 文献标志码：AWind Turbine Gearbox Common Faults and Protection MeasuresGuo A tong（Hunan New Energy Development Co., Ltd., Changsha, 410000,China ）Abstract：Gearbox is an important component of wind turbine. Due to the influence of wind farm environment and improperoperation and maintenance, the gearbox fault rate is high, affecting the safe operation of the unit. In order to reduce the occurrence rate of gearbox fault, on the basis of summing up several common faults, the corresponding protective measures are put forward. Through strengthening the daily operation and maintenance of the gearbox, monitoring technology is applied to monitor the run-ning status of the important equipment parts of the gearbox, and the management files of the gearbox are established to realize the whole process management of the gearbox operation, can greatly reduce its failure rate. Therefore, the operation and maintenance of wind turbine gearbox should follow the principle of prevention-oriented and combination of prevention and control, formulate protective measures scientifically, improve the level of operation and management, and reduce the failure rate and maintenance cost, improve the economic benefits of wind farms.Key words：wind turbine ；gear box ；common faults收稿日期：2023-06-29作者简介：郭阿童（1993-），男，湖南监利市人，本科，助理工程师，研究方向：风力发电。
风电机组齿轮箱齿轮故障分析及改进措施
风电机组齿轮箱齿轮故障分析及改进措施摘要：齿轮箱是整个风电机组传动链的核心部位之一，其内部结构十分复杂，在工作过程中，受到变速变窄的长期冲击，极易发生故障，在风电齿轮箱的实际运行和维护过程中，需要根据其具体工作情况进行定期的维护与检修。
因此，文章对风力发电机齿轮箱的常见故障进行了分析，并提出了改进措施。
关键词：风电机组；齿轮箱；齿轮故障；改进措施引言：一般情况而言，风力发电机组的设置与建设场所通常是在野外海边等偏远地区，且由于其机舱空间较小，相关设备一旦发生故障，维修就十分困难，相应的维护保养费用较高，维修周期长，这样对于整体风力发电机的正常工作会产生严重影响，造成发电效率低，经济效益减少的情况。
因此，为了减少风力发电机齿轮箱的故障发生率，对其进行运行维护时，需要重点考虑的方面。
一、齿轮损坏对于齿轮箱而言，其故障主要包括齿轮损伤，轴断裂，轴承损坏，齿轮箱工作振动过大或出现异响，连接螺栓损伤，润滑系统故障等。
对于要接受变载荷冲击的齿轮而言，其齿轮部位损伤是十分常见的，包括了断齿、点蚀、齿面胶合、齿面磨损等问题。
一般来说，断齿的发生都是由于齿轮承受的载荷超过了其额定载荷造成的，主要原因包括：电路故障、突发的强风，也可能是由风电系统故障引起的紧急制动造成。
在整个齿轮设计的过程中，需要根据其运行环境的特点，对整体齿轮需要满足的最大载荷进行合理的规范与设计，同时应尽可能避免紧急刹车，减少对齿轮箱的冲击，同时要避免相关设备超负荷运行，防止疲劳的发生和断齿的出现。
在齿轮的各类损坏形式中，齿面损坏是最易发生的问题，可以从开始发生的点蚀逐步扩大，剥落或整体出现磨损，齿面损坏对于齿轮正常工作而言会产生很大影响，引起齿面损坏的原因也十分多样。
目前使用的齿轮由于当前加工技术有限、材料限制、成本等众多问题的综合影响，其本身可能会存在一定的问题，这样就会使齿轮容易发生点蚀与磨损。
在齿轮工作过程中会产生较大的局部应力，也是齿面发生故障的原因之一。
齿轮箱故障分析和维护使用
风电齿轮箱的故障分析和维护风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、控制系统、发电机、塔架等组成。
其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。
因此增速齿轮箱设计及制造相当关键。
同时风力发电机组增速齿轮箱由于其使用条件的限制，要求体积小，重量轻，性能优良，运行可靠，故障率低。
随着风电行业的发展，更多更大功率的机组投入商业化运营，因而其维修费用更高。
虽然世界上著明的齿轮箱制造企业，如德国的Renk公司，Fland公司，Eickhoof公司以及一些中小企业在这方面都作了研究，并且有的企业也付出了很大的代价，但目前世界风电行业所用增速齿轮箱仍然事故较多。
因此，采用先进技术，分析其失败的原因，总结和吸收以往开发其它项目齿轮箱成功的经验，研制高技术性能，高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。
一、风电齿轮箱故障分析（一）、齿轮传动的故障原因分析齿轮传动是机械设备中设备中最为常用的传动方式之一。
风电齿轮箱运行状态的正常与否直接关系到整台机组的工作状况。
据有关资料统计，齿轮箱发生故障有40％的原因是由于设计、制造、装配及原材料等因素引起的，即是由制造单位设计制造引起的；另有43％的原因是由于用户维护不及时和操作不当引起的；还有17％的原因是由于相邻条件（如电机、联轴节等）的故障或缺陷引起的。
当然，风电齿轮箱故障原因是否有这比例关系，还要经过统计得出。
由此可见，为了确保风电齿轮箱安全、正常地运行，提高齿轮传动的可靠性，一方面需要改进设计、提高加工制造精度以及改善装配质量，另一方面则必须提高运行管理和维护水平，对齿轮传动装置进行状态监测和故障诊断。
(二).齿轮箱中主要故障及其原因分析据统计,齿轮箱中其次是轴承，占20％；再者是轴，占10％。
最后是箱体和紧固件。
由此可见，在齿轮箱中齿轮本身的故障所占比重大。
说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其运行维护水平是关键问题。
风电机组的日常检修维护与故障处理
风电机组的日常检修维护与故障处理风电机组是利用风能转化为电能的设备，是清洁能源发电的重要载体之一。
为了确保风电机组的正常运行和发电效率，需要进行日常的检修维护和及时处理各种故障。
本文将为大家介绍风电机组的日常检修维护与故障处理方法。
一、日常检修维护1. 定期检查机组外观风电机组在运行过程中会受到风力和恶劣天气的影响，可能会导致外观损坏和腐蚀。
定期检查机组的外观情况，包括测风塔、塔筒、叶片等部位是否有损坏，保证风电机组的外观完好。
2. 检查叶片磨损情况叶片是风电机组的关键部件，受到风力和风向变化的影响较大。
定期检查叶片的磨损情况，如有磨损需要及时更换。
3. 清除尘埃和杂物风电机组在运行过程中会积累大量尘埃和杂物，影响机组的通风散热和工作效率。
定期清除尘埃和杂物，保证机组的正常运行。
4. 润滑和保养机组部件风电机组的各个部件如轴承、齿轮等需要定期进行润滑和保养，以延长使用寿命和保证运行效率。
5. 定期检查电气系统风电机组的电气系统包括发电机、变频器、控制系统等，需要定期检查各个部件的工作情况，保证电气系统的正常运行。
二、故障处理1. 叶片故障叶片故障是风电机组常见的故障之一，可能出现叶片断裂、变形等情况。
一旦发现叶片故障，需要立即停机，并进行维修或更换叶片。
2. 齿轮箱故障齿轮箱是风电机组的重要组成部分，一旦出现故障会影响整个机组的运行。
定期检查齿轮箱的润滑情况，及时更换润滑油，避免齿轮箱的故障发生。
3. 发电机故障发电机是风电机组的核心部件，一旦发生故障会导致机组停机。
定期检查发电机的绕组、绝缘等情况，保证发电机的正常运行。
4. 塔筒故障塔筒是支撑风电机组的主要结构，一旦出现裂纹、变形等情况，需要立即停机进行维修。
定期检查塔筒的结构情况，确保塔筒的安全运行。
风电机组的电气系统包括发电机、变频器、控制系统等，可能会出现电路短路、接触不良等故障。
一旦发现电气系统故障，需要及时停机，查找故障原因并进行维修。
风电机组的日常检修维护与故障处理
风电机组的日常检修维护与故障处理风力发电是一种清洁、可再生的能源，风电机组作为风力发电的核心设备，在日常运行中需要经常进行检修维护和故障处理，以保证其正常运行、延长使用寿命、提高发电效率。
本文将就风电机组的日常检修维护与故障处理进行详细介绍。
一、日常检修维护1. 定期清洁风电机组在运行中会受到风力和气候的影响，容易在叶片、塔架和机舱等地方堆积灰尘和污物，影响发电效率。
定期清洁是十分重要的。
清洁时要注意避免使用高压水枪，以免损坏机组表面涂层。
清洁后要及时进行检查，确保每个部位都干净无残留。
2. 润滑维护风电机组内部有众多的润滑部件，如轴承、齿轮箱等，定期的润滑维护对延长机组使用寿命十分重要。
在进行润滑维护时，要选择适当的润滑油和润滑脂，并按照规定的润滑周期和量进行添加。
对于润滑部件的密封性也需要定期检查，避免润滑油或润滑脂泄漏。
3. 电气系统检查风电机组中的电气系统是机组正常运行的重要保障，定期对电气系统进行检查，包括电缆、接线端子、开关、断路器等部件的状态，保证其正常运行。
要对机组的接地系统进行定期检查，确保接地系统接地良好，地网的阻值符合要求。
4. 定期检查齿轮箱齿轮箱是风电机组中一个重要的部件，定期检查其运行状态，包括齿轮箱的噪音、温度、润滑油情况等。
发现异常情况要及时处理，避免齿轮箱因故障而损坏。
对于齿轮箱的润滑油也要定期更换和添加，确保其正常润滑。
5. 安全系统检查风电机组的安全系统包括风速监测系统、风向监测系统、液压系统等，对这些安全系统进行定期检查，确保其正常运行。
尤其是风速监测系统和风向监测系统，是保证机组在恶劣天气中安全运行的重要保障。
二、故障处理1. 常见故障及处理方法（1）叶片损坏：叶片可能因外部物体碰撞或风力过大而损坏，遇到此类情况应及时更换叶片或修复叶片损坏部位。
（2）齿轮箱故障：齿轮箱可能因润滑不良、过载运行等原因出现故障，遇到此类情况要及时停机检修，并根据具体情况处理。
风力发电机组齿轮箱故障分析及检修讲解
一、风力发电机组齿轮箱简单介绍 二、常见一般故障的处理 三、常见齿轮箱大修故障分析 四、风电齿轮箱的使用、维护和检查
一、风力发电机组齿轮箱简单介绍
（一）、风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其 主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使 其得到相应的转速。使齿轮箱的增速来达到发电机发电的要求。 （二）、认识齿轮箱从铭牌开始
2、由温控阀控制大小循环。 从图中可以看出它有此齿轮箱只有 一个双速电机控制齿轮油冷却循环系统 ，在Vestas600kW Hansen与Valmet的 齿轮箱上在三轴轴端装配了一个与三轴 同步的齿轮油泵，当风力机启动并网后 齿轮油泵达到额定转速开始工作。在温 控阀的作用下齿轮油循环，当油温达到 45度时温控阀慢慢开启，冷却电机在低 带状态下运行，此时大小循环同时存在 。当油温达到55度时，大循环开启，冷 却电机在高速下运行。此时齿轮油的压 力在压力阀的控制下运行在 0.5bar(+_0.2bar)的范围内，保证有一 定的压力向齿轮啮合面与轴承喷射齿轮 油。当温度下降时，冷却电机先向低速 降速，同时温控阀也在向小循环过渡。 当风力机停机后齿轮油循环停止。这样 的系统非常智能化，比较节能。
每一台齿轮箱都会有一 个铭牌，铭牌就是它的 身份。 从右下图可以看出它的生 产厂家、生产地、传动比、 出厂序列号、型号、功率、 输入输出转速、齿轮油粘 度指标、齿轮油质量、齿 轮箱重量 右上图是齿轮箱选用的油 类型，加油量、加油时间
（三）、几种常见的风力机齿轮箱内部结构
一级行星两级平行轴斜齿，齿轮 箱分两个部分，行星齿箱部分与 斜齿箱部分。箱体特点：体积小 ，传递功率大，运行平稳，加工 困难。这样的齿轮箱有 Vestas600kW Hansen箱体， NegMicon750kW Flender箱体。
风电齿轮箱常见故障及处理办法
主齿轮箱常见故障
主齿轮箱设计使用寿命为20年，但是这是在理想条 件下。现实情况下，实际使用寿命可能与设计寿命会存在 差异，而且由于使用方法、实际工况、维护条件等的不同， 在齿轮箱运行过程中可能会出现故障。
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外部元器件损坏 更换原则：一般情况下，在液位以上的元器件、接头等， 停泵后直接更换；液位以下的，须将齿轮箱内部的油液放 干净之后，再开始更换。对于采用密封垫圈密封、位置在 液位以下的可在不放油的情况下进行更换，但需做好接油 的工作，更换动作要快。
典型故障处理办法
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1、平行级盖板漏油 （1）拆下漏油的盖板，并将盖板与箱体结合面的胶层清洗 干净； （2）检查盖板止口尺寸是否超差，若超差需研究确定是否 需要更换盖板，再进行下一步骤； （3）重新在密封面打胶，并且要求盖板打胶时，利用小铲 刀将胶层轻轻的刮平，保证胶层平整、均匀； （4）按照规定力矩扳紧盖板螺栓； 2、行星架透盖处漏油（碳素纤维） （1）将齿轮箱内部润滑油放至风电齿轮箱要求的最高油位， 并观察低速级盖板处是否漏油； （2）按照规定力矩重新扳紧所有螺栓。
1pt100是否正常工作2喷油是否正常3高速轴对中有无问题4观测运行时齿轮箱的振动及噪音5检查温控阀是否损坏6检查冷却风扇清洁情况7检查齿轮箱内部情况南京安维士传动技术股份有限公司nanjingavistransmissiontechnologyco
风电机组的日常检修维护与故障处理
风电机组的日常检修维护与故障处理风电机组是一种可再生能源设备，其日常检修维护和故障处理非常重要。
这篇文章将简要介绍风电机组的日常检修维护和故障处理。
一、日常检修维护1. 定期检查机组各部件的紧固情况，如机舱门、蓝桥、桨叶的紧固情况等，确保机组的整体稳定。
2. 对机组润滑系统进行检查和维护。
检查油液位，确认润滑系统无泄漏。
同时，定期更换机组润滑油和液压油，确保润滑系统的正常运行。
3. 对机组电气系统进行检查和维护。
检查机组的电缆及配电箱，确保其良好连接。
检查电器设备，及时更换电线、熔断器，确保电气系统的正常运行。
4. 对机组的机械部分进行检查和维护。
检查机组齿轮箱、发电机的润滑系统和机械部件，确认机组运行的安全和稳定。
5. 清洁机组的机舱及桨叶，保证机组风能的捕获效率。
定期检查机舱内的滤网和滤清器，确保机组的良好通风。
二、故障处理1. 机组无法启动：首先检查机组是否接通电源，再检查机组电缆及配电箱是否处于正常工作状态。
如果电气系统无问题，需要进一步检查机组的机械部分是否正常。
2. 机组发生振动：振动可能是由于机组结构松动、桨叶失衡等原因造成的。
需要检查机组各部件的紧固情况和保持施工中的平衡状态。
如果振动持续存在，需要进一步排除机组内部的故障。
4. 桨叶失速或停转：桨叶失速或停转可能是由于进气口堵塞、电气系统故障、驱动系统故障等原因造成的。
需要检查机组各部件的正常运行状态，同时需要检查安全部件是否处于正常工作状态。
总之，风电机组的日常检修维护和故障处理对保证机组的正常运行和延长其寿命至关重要。
在实际的工作中，需要根据机组的不同性能和工作状态进行相应的操作和维护。
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出现锈蚀。锈蚀会引起齿面的突起，周节变大，引起齿轮碰撞，产生振动。
2.2.1.3齿轮箱漏油
管路漏油：接头松动、软管破损、橡胶圈破损、密封胶涂抹不到位。
箱体结合面漏油：紧固件松动、密封胶失效 输入、输出端盖动密封处漏油：油量过多导致油位过高、油液泡沫过多、 齿轮箱回油孔回油堵塞回油不畅、密封圈损坏
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.13 齿轮箱停机时的维护
重要提示：如果风机传动链长时间锁死，齿轮副将会由于在无油状态下的局 部磨损形成啮合黑线（如下图示）。黑线处的齿面已有损伤，破坏润滑油膜 的建立，齿向点蚀将在该区域发生，有些工况下可能伴有异常的振动、噪声， 齿轮箱的寿命将严重缩短。
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的颗粒度达到或优于-/15/12才可以正常工作
2.1.13.3 在空转情况下，齿轮箱的允许输入转速范围（行星架）为0-3rpm. 2.1.13.4 如果风机传动链由于某些原因必须锁死，那么最长时间不应该超过1周 停机时,对润滑系统的维护:
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输入端转一圈所产生的异响数----哪级齿轮上出现的异响齿轮箱传动的传动
比分配可以计算出异响发生的齿轮副。
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.2.1.2齿轮箱振动大
原因：对中精度不够、连接松动、共振、齿轮锈蚀 维护：定期找正对中、紧固连接、齿轮长期不运转，相互接触的齿面容易
2.1.8 齿轮、轴承检查
打开天窗盖板，使用内窥镜对平行级和行星级各齿面和轴承进行检查， 发现点蚀、断齿等异常情况及时通知厂家检查处理，避免造成更大的 损失
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
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2.2.2 润滑系统
2.2.2.2 油压不正常（高）
管路堵塞
油温过低、油粘度太高
压力传感器故障，假报警
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一、风机传动系统简介
目前风力发电机组主要用到的齿轮箱有以下三种：
主齿轮箱（增速箱）
偏航齿轮箱（减速机）
变桨齿轮箱（减速机）
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.7 检查油液品质
齿轮箱在使用一年内，每3个月检查一次油液品质状况。在使用 一年 之后，每半年检查一次油液状况。油液取样过程必须规范，取样点在 润滑系统过滤前取样口取样，取样后油液必须送专业检测机构或对应 油品厂家进行检测，检测项目主要包括清洁度、粘度、氧化度、抗泡 性、水分含量等指标，如发现润滑油指标超标，必须第一时间更换新 油，以免齿轮或轴承因润滑油失效而导致损伤。
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.2.2 润滑系统
2.2.2.5 电机油泵声音大
油温过低、粘度过大导致电机负载过高 油品污染重 过滤器堵塞 电机老化 电机锈蚀 联轴器损坏 法兰松动
二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.2.2.润滑系统
2.2.2.3 齿轮箱入口处油温高
冷却系统电机故障 冷却风扇接线错误，导致转向错误 冷却风扇高低速错误 散热器长时间使用，缝隙被堵塞，散热效果下降 温控阀（压力阀）失效，导致油液未经冷却器直接进入齿轮箱 滤芯堵塞 冷却器散热板片旁路单向阀打开或密封不严实 温度传感器损坏
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.10 定期更换滤芯
油温在45℃以上，如过滤器压差报警器报警，则必须及时更换新的滤 芯； 至少每6个月检查滤芯， 在齿轮箱启动8-12周之后应该第一次更换滤 芯。此后，如果有需要时可以随时更换，但至少每年更换一次。 更换滤芯前先停机，停机后通过滤筒底部放油口将滤筒内脏油放出， 放出后再将旧滤芯取出并更换新的滤芯，更换过程中注意将防止滤芯 和滤筒盖上O圈脱落
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.2.2润滑系统
2.2.2.1 油压不正常（油压低）
管路系统阻力过大 吸油管泄漏 油泵故障 齿轮箱油位过低，油量不足 油温过高油粘度太低 润滑油从溢流阀泄压 压力传感器故障，假报警
2.1.9 检查或定期更换空气滤清器
对于带除湿功能的空气滤清器，检查干燥剂是否失效，如颜色已明显 变色（干燥剂颜色由蓝色变为粉红色），证明干燥剂已失效，此时需 及时更换。更换后需要松开底部的胶堵头或撕掉粘胶。
对于没有干燥空气功能的空气滤清器，必须每年进行清洗，先拧下空 气滤清器，然后用清洗剂进行清洗，待干燥后再拧上。
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.13 齿轮箱停机时的维护
2.1.13.1 当风机不发电时，整个传动链不应在齿轮箱高速轴或其它地方锁死， 为了保证齿轮箱的优异表现，风机空转时，不应使润滑系统电机泵频繁启动， 应该维持在每隔30分钟运转5分钟的频率 2.1.13.2 如果没有动力，即润滑系统电机泵没有启动，齿轮箱可以在只有飞溅 润滑的情况下运转1个月，但是经过长时间的空转之后，只有当齿轮箱润滑油
一、风机传动系统简介
工作原理 风机根据风向，通过偏航齿轮箱将风机调整至上风侧，同时变桨齿轮 箱工作调整叶片桨距，风机起机后叶片带动轮毂和主轴旋转，主轴驱 动主齿轮箱转动，通过主齿轮箱增速后带动发电机转动并网发电
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.2 泄漏情况检查
检查所有部件，特别是齿轮箱、液压系统、刹车和油液泄漏。必 须排除泄漏并找出到泄漏原因。必须更换损坏部件并清理被污染 的区域。
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.1 定期检查螺栓和螺母是否松动
必须定期对齿轮箱外部螺栓、主轴轴承座、弹性支撑等处螺栓进行检 查确认是否有松动现象。 如有松动必须根据要求力矩扳紧（具体力矩要求详见，扳紧后重新划 线标识。 检查螺栓联接必须使用经过校正的扭力扳手和液压扳手。 如果在检查的螺栓中有一件因松动而达不到规定扭矩，那么所有 的螺栓都必须检查。
2.1.3 检查部件裂缝和其它损伤
检查所有部件的裂缝和其它损伤。如果在一些主要部件发现裂缝 或其它损伤，必须对该部件进行隔离并由权威部门对损伤处进行 鉴定。
2.1.4 运行的异常噪音检查
必须检查运行部件的异常噪音，要特别注意主轴轴承、刹车装置 在运行中的噪音，如果是齿轮箱存在异响需及时通知厂家进行处理。
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
维护表格 启动开始后的时间（月） 试运转 漏油 油位 油压 过滤器 油量 过滤器更换 油样分析 换油 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 3-8周 ● ● ● ● 6 ● ● ● ● 12 ● ● ● ● 18 ● ● ● ● 24 ● ● ● ● 30 ● ● ● ● 36 ● ● ● ●
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.11 润滑冷却循环系统 2.1.11.1 检查系统是否有泄漏。检查所有的接头和油管是否有泄漏。须 排除所有的泄漏并找到泄漏原因。 2.1.11.2 检查在润滑冷却循环系统中的软管是否有老化、裂纹或磨损现
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二、主齿轮箱日常维护及故障处理
2.1.5 主轴轴承的润滑