风机主轴轴承故障原因分析和追溯
风力发电场中风机轴承故障检测方法研究
风力发电场中风机轴承故障检测方法研究随着全球环保意识的增强，可再生能源逐渐成为国际社会关注的议题。
风力发电是其中比较重要的可再生能源之一，而风力发电场中的风机作为核心装备，其正常运行对风力发电的稳定性和经济性起着决定性的作用。
然而，风机轴承故障是风机运行过程中最常见的故障之一，而轴承故障的发生不仅会影响风机的稳定性和安全性，同时也会增加维护成本和停机损失。
因此，风机轴承故障的检测和诊断是风力发电场管理的重要环节。
一、风机轴承故障产生的原因风机轴承故障发生的原因很多，常见的有以下几点：1. 质量问题：轴承本身的质量问题，或者工艺问题，加工出的轴承表面加工粗糙，或者表面有擦痕、划痕等。
2. 润滑问题：轴承润滑不良，或者使用了不合适的润滑剂，导致轴承内部磨损加剧。
3. 工作负荷：轴承承受工作负荷过大，或者太小，都会导致轴承内部磨损。
4. 温度问题：轴承温度过高、或者过低，都会影响轴承使用寿命。
二、风机轴承故障的检测方法风机轴承故障的检测方法有很多，目前常用的方法有以下几点：1. 听声法：通过听风机工作时发出的噪音，判断风机运行是否正常。
但该方法的可靠性不够高，而且适用范围窄。
2. 振动法：通过风机振动信号，来判断风机的运行状态。
但该方法需要专业的设备进行检测，成本较高。
3. 温度法：通过测量风机的温度变化来判断轴承的状态。
但该方法对温度波动较为敏感，且对温度测量设备有较高的要求。
4. 油液分析法：通过对润滑油进行分析，来判断轴承的状态。
但该方法需要收集相应的样本进行检测，较为麻烦。
三、基于机器学习的风机轴承故障检测方法随着人工智能的快速发展，机器学习技术在各个领域都有着广泛应用。
风机轴承故障检测也不例外，利用机器学习技术可以快速准确地识别出风机轴承故障，大大提高了故障检测的效率和准确性。
例如，基于机器学习的风机轴承故障检测方法中，可以通过传感器采集数据进行处理和分析。
通过构建适合于轴承故障检测的特征向量，并建立相应的分类器模型，最终可以高效准确地识别轴承故障。
浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法
浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法风力发电机主轴轴承是风能转换装置中的重要组成部分，其正常运转与否直接影响风力发电机的性能和寿命。
然而，在运行过程中，由于各种原因，风力发电机主轴轴承存在失效的风险。
本文将从失效原因、失效分析及解决办法等方面进行论述。
首先，风力发电机主轴轴承失效原因多种多样，主要包括以下几方面：1.过载与负荷不均匀：由于发电机长期工作在高速旋转状态下，风力过大或过小都会导致主轴轴承受到不同程度的负载，使其过载或负荷不均匀，从而引起失效。
2.润滑不良：风力发电机主轴轴承工作环境恶劣，尘埃多，容易导致润滑油污染，进而引发润滑不良，造成主轴轴承失效。
3.轴承偏心和振动：由于安装和使用不当，风力发电机主轴轴承可能出现偏心磨损，同时，振动也会在一定程度上加剧轴承失效。
常见的轴承失效形式主要包括以下几种：1.疲劳失效：轴承长期在复杂动载荷下工作，容易导致疲劳失效，主要表现为轴承表面的磨损和龟裂。
2.磨损失效：因为润滑不良、杂质进入轴承等原因，主轴轴承可能出现磨损失效，主要表现为表面磨损、脱落和腐蚀等现象。
3.弯曲失效：过载或负荷不均匀都会导致主轴弯曲变形，造成主轴轴承失效。
为了解决风力发电机主轴轴承失效问题1.加强检查和维护：定期对风力发电机主轴轴承进行检查，确保其润滑状态良好，及时更换磨损严重的轴承。
2.提高轴承负荷承载能力：采用高强度材料制造轴承，增加轴承的负荷承载能力以及寿命。
3.减小振动幅度：通过优化设计和加强安装质量，降低风力发电机的振动幅度，减少对主轴轴承的影响。
4.加强润滑管理：严格控制风力发电机主轴轴承的润滑油品质和污染控制，确保轴承良好润滑，减少摩擦磨损。
总之，风力发电机主轴轴承的失效对风力发电机的性能和寿命具有重要影响。
通过加强检查和维护、提高轴承负荷承载能力、减小振动幅度、加强润滑管理等措施，可以有效预防和解决风力发电机主轴轴承失效问题，提高风力发电机的可靠性和经济性。
风机轴承损坏案例分析
风机轴承损坏案例分析一、事故经过原料立磨1327循环风机于2009年11月3日投入生产运行，2010年元月22日，因该风机固定端轴承突然振动大导致跳停，检查发现轴承损坏，由苏州中材进行更换，本次更换的是国产轴承（瓦房店）。
更换后运转至2月2日，轴承出现高温导致风机跳停，检查发现该轴承又一次损坏，由制造分厂自行更换进口轴承（SKF），并对风机与电机进行找正。
之后开机至2月12日因高温导致风机跳停，经检查发现该轴承有一只滚动体、轴承内圈均出现剥离，由制造分厂再一次组织更换进口轴承（SKF）。
结合前期安装情况，对风机与电机进一步找正，包括膜片联轴器的安装间距进行调整、复核。
开机正常。
二、原因分析原料立磨1327循环风机固定端轴承自投入运行以来共损坏三次，经与会人员研讨分析，初步原因如下：第一次轴承损坏的主要原因是：风机整体偏低，运行持续震动，轴承承受的径向载荷过大而导致轴承损坏；第二次和第三次轴承损坏的原因：主要是第一、二次轴承损坏更换后，没有对膜片联轴器之间的间隙（设计为195mm，事后复核为202mm）进行核实，更换轴承后，挪动了电机，认为电机螺栓孔没动，就没有复核联轴器之间的间隙，导致电机开机后，轴承承受轴向力过大，是导致轴承损坏的主要原因。
轴承因受轴向力过大产生热膨胀后轴承游隙变小，出现轴承卡死是轴承损坏的次要原因。
2月12日更换轴承后开机之前，也没有复核膜片联轴器之间的间隙，因此开机2次（第一次运行5分钟后出现跳停、第二次运行15分钟后又出现跳停）后，电机因综保动作无法开启。
经查找图纸结合现场分析，结果发现：联轴器之间的自由间隙为202mm，图纸要求为195mm，相差7mm。
螺栓连接后联轴器之间的间隙为196mm，也就是把电机主轴拉往风机侧6mm;因此风机开机时电机主轴要恢复自身位臵较难，只有拉着风机主轴往电机方向运动，致使风机固定端轴承受到很强的轴向力，这是后三次固定端轴承频繁出现损坏的主要原因。
风机电机轴承发热原因分析和应对措施
风机电机轴承发热原因分析和应对措施本文以某厂风机电机轴承发热故障为例，简单分析变频驱动电机轴承电压的产生原因，轴承电流的本质及其流通路径，分析抑制轴承电流的方法，并介绍具体的处理措施和实际效果。
某厂加热炉鼓风机电机由变频器驱动，运行中遇到负荷端轴承发热的问题。
两台鼓风机电机在工作半年以内都出现电机负荷端轴承严重发热的现象，轴承内润滑脂熔化，很短时间后轴承抱死，电机堵转跳闸，致使加热炉停炉，给生产造成很大影响。
将电机退下后检查，发现轴承盒内已无润滑脂，轴承发热变黑，内外套上有搓衣板样的条形烧蚀条纹。
根据这些情况我们判断轴承电流是电机负荷端轴承发热的主要原因。
一、轴承电流产生原因及危害在感应电动机中，电机的轴承电流是始终存在的。
正弦波电源驱动下，因电机定转子齿槽尺寸的偏差，磁性材料定向属性的改变，或者供电电源三相不平衡等原因，都会引起电机磁通的不平衡，在转子轴上产生轴电压和轴承电流。
这种轴承电压幅值较小，危害不大。
在变频器驱动下，因产生原理的不同，电机轴承电流的危害大大增加。
通用变频器多采用PWM调制方式，逆变回路用高频功率元件（如IGBT等），在电机上得到近似正弦的电压波形。
三相电压基波分量的合成矢量为零，但实际上每一瞬间三相电压矢量和不为零，三相电压是不平衡的。
该合成共模电压幅值等于变频器直流侧电压，频率等于逆变器开关频率。
该共模电压经定转子之间的静电电容耦合在转子轴上也产生相同频率的轴电压，通常变频器逆变侧载波频率很高，在10kHz以上，过高的频率和定子、电缆相感应，产生很高的dv/dt前后沿，加大波形畸变。
由于静电耦合，电机各部分之间有大小不等的分布电容，构成电机的零序回路，其中流经轴承的对地放电就形成轴承电流。
正常状态下，轴承滚珠悬浮在润滑脂形成的油膜中，润滑油膜起到绝缘作用，当油膜因某种原因被破坏或过高的dv/dt轴承电压都会击穿油膜形成放电，放电电流在轴承内外圈和滚珠上形成烧蚀，长时间运行会发展成延轴承内外圈一周的象搓衣板样的条纹，并升高轴承温度，溶化润滑脂，更加劣化轴承的运行。
风力发电机组轴承的典型故障模式及原因分析
风力发电机组轴承的典型故障模式及原因分析摘要：风力发电是一种可再生能源，近年来在全球范围内得到了广泛应用和发展。
然而，由于风力发电机组长期运行、恶劣环境条件和振动等因素的作用，其各个部件容易出现故障，其中轴承是最常见的故障部件之一。
本文将针对风力发电机组轴承的典型故障模式进行分析，并提出相关原因分析，以期对轴承故障的预防和维修提供参考。
一、引言风力发电是一种利用风能产生电能的技术，其具有环保、可再生和经济等诸多优势，因此在全球范围内得到了广泛应用。
然而，由于风力发电机组长期运行、复杂的工作环境以及高速旋转的转子和叶片等因素的作用，其各个部件容易出现故障，其中轴承是最常见的故障部件之一。
二、风力发电机组轴承的典型故障模式经过对大量风力发电机组实际应用数据的收集和故障统计分析，可以总结出以下几种典型的轴承故障模式：1. 疲劳失效疲劳失效是轴承故障中最常见的一种模式。
在风力发电机组运行过程中，轴承承受频繁的载荷和振动，导致轴承内部产生微裂纹。
随着时间的推移，这些微裂纹逐渐扩展，最终导致轴承的疲劳失效。
2. 磨损故障由于风力发电机组长期运行，轴承表面会因为摩擦而产生磨损。
如果机组的润滑系统不够完善，或者存在润滑油质量不合格等问题，轴承表面的磨损会加剧，最终导致轴承的失效。
3. 弹性变形故障风力发电机组运行过程中，轴承会承受大量的载荷和振动，从而引起轴承的弹性变形。
当弹性变形超出轴承的可承受范围时，轴承会出现形状变形和功能损失，进而导致故障。
4. 渣滓沉积故障风力发电机组运行环境通常存在大量的沙尘和颗粒物，这些物质会随风进入轴承内部，形成渣滓沉积。
过多的渣滓会导致轴承不正常运转，甚至造成卡死等严重故障。
三、风力发电机组轴承故障原因分析针对以上几种典型的轴承故障模式，可以进行如下原因分析：1. 运行时间和振动风力发电机组长时间运行会导致轴承频繁承受载荷和振动，轴承内部可能产生微裂纹，进而引起疲劳失效。
因此，合理控制机组的运行时间和振动水平，可以有效预防轴承故障。
大型风力发电机主轴轴承故障分析及预防方法
大型风力发电机主轴轴承故障分析及预防方法摘要：在直驱风电机组中，由于受偏航、变桨、刹车等冲击的影响，其动态特性十分复杂。
根据直驱风机的工作特性，采用常规的振动监测方法，因其工作状态复杂，故障演变机制不清楚，致使风机发生重大事故。
传统的振动检测方法存在着缺陷，目前国内外尚无一套行之有效的状态监控理论。
本文针对直驱式风扇的主轴轴承进行了故障机理和动力学特性的研究。
探讨了动态交变应力条件下的故障演变机制，揭示了故障的主轴承动力特性和故障信息特征之间的定量关系。
关键词：大型风力发电；主轴轴承；故障；预防1 项目背景（1）风机设计时通常由风机主机厂向风机轴承供应商提出技术要求，风机轴承供应商据已有标准规范：GL 2010风机认证指南，IEC 61400风电标准，ISO 281滚动轴承，额定动载荷和额定寿命，ISO 16281滚动轴承，通用装载轴承用改良参考额定寿命的计算方法，JB/T 10705-2016 滚动轴承，风力发电机轴承，GB/T29718-2013 滚动轴承风力发电机组主轴轴承，GB-T 4662-2003 滚动轴承，额定静载荷，GB-T 6391-2003滚动轴承，额定动载荷和额定寿命，GB/T18254-2002高碳铬轴承钢等标准进行轴承选型计算提供相应型号轴承，在某些情况下由于轴承选型不合理导致轴承在实际运行过程中发生开裂、断裂及过早磨损等失效，而使用轴承的风机主机厂商并没有掌握风机轴承选型的方法，当风机轴承发生故障后很难分析出引起轴承故障的原因及预防轴承发生故障。
本项目通过对已颁布的风机轴承相关标准进行整理，掌握风机轴承在选型过程中注意事项及计算方法，编制轴承选型规范，为后续风机设计轴承选型提供选型依据。
（2）目前公司机组使用轴承（变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承）集中润滑系统是贝卡（国外）生产的轴承集中润滑系统，贝卡的轴承集中润滑系统成本较高，本项目通过开发国产轴承集中润滑系统来降低轴承集中润滑系统成本，拟降低成本30%。
风电场风机主轴轴承保持架失效原因分析
风电场风机主轴轴承保持架失效原因分析摘要：近年来，我国的综合国力的发展迅速，风能是一种绿色、可再生能源，在很大程度上可以解决发电产生的环境污染问题，风电机组作为风电场运行的核心装置，由于通常地处沿海区域或恶劣环境、交通不便的偏远郊区，且机舱一般位于离地面上百米的高空，因此，给风电机组日常运行维护造成一定难度。
为尽量避免风电机组故障造成停机，而带来的巨大经济损失，迫切需要提高风电机组尤其是核心设备风力发电机的运行可靠性，控制风力发电机的运行维护成本。
本文在分析风力发电机故障特点的基础上，具有针对性地提出运行维护策略。
关键词：风电场风机主轴；轴承保持架；失效原因分析引言随着风力发电机组单机容量逐步提升，对风机主要零部件的安全性和可靠性提出了更高要求。
主轴轴承做为双馈型风机的核心部件，承受风轮加给主轴的轴向力和弯矩载荷。
受风向的瞬时多变性影响，主轴轴承的受力较为复杂，特别是遇到湍流风况，还将发生主轴总成振动。
因此，主轴轴承一直是风力发电技术发展的主要研究对象。
1风力发电机常见故障特点1.1叶片风电机组中叶片作为风电机组感应风能的重要构件，叶片往往承受较大风能应力，且所处环境极其恶劣，即使风电机组正常运行，也会出现一些设备故障，如：叶片结构松动造成雨水通过裂纹进入叶片内部，引起叶片不平衡；环境污染等原因增加叶片表面粗糙程度；长期受到风能应力导致叶片变形、叶片结构裂纹、桨距控制失效而造成空气动力不平衡。
由于叶片受力出现形变或裂纹时，会释放时变的、高频的、瞬态的声发射信号，风电机组叶片损伤探测与评估常使用声发射检测技术，考虑到叶片故障引发的转子叶片受力不均会传导到机舱上而造成机舱晃动，可在机舱主轴上安装多个振动传感器，通过传感器采集低频振动信号，分析叶片转动空气动力不平衡等故障。
1.2齿轮箱齿轮箱通常由一级行星齿轮、两级平行齿轮传动组成，是连接风力发电机与风电机组主轴的重要构件，通过齿轮结构可使主轴上低转速变为较高转速，以此满足风电机组的正常运行转速需要，由于风电机组齿轮箱的工作运行环境非常恶劣、传输功率较大、工况较为复杂，齿轮箱的高速轴侧轴承、行星齿轮、传动侧轴承、中间轴轴承等发生故障的几率较大。
风力发电机轴承磨损故障诊断方法研究
风力发电机轴承磨损故障诊断方法研究一、引言随着我国新能源发电规模的不断扩大，风力发电已经成为我国清洁能源的主力之一。
风力发电机的轴承是风力发电机运行过程中最易损坏的部件之一，轴承的磨损故障会导致风力发电机运行不稳定，从而影响发电效率。
因此，对风力发电机轴承的诊断方法进行研究具有重要的意义。
二、风力发电机轴承磨损故障的原因轴承作为风力发电机的关键部件之一，直接影响着风力发电机的性能表现和使用寿命。
轴承磨损故障主要有以下几个原因：1.疲劳潮湿：由机械疲劳引起的轴承磨损故障是非常常见的，而潮湿是导致轴承疲劳的主要因素之一。
2.油漏：轴承是由油脂或润滑剂保持和润滑的，在运行过程中，轴承内部油液泄漏会导致摩擦和磨损。
3.粘着和剥落：当风力发电机运行过程中，轴承均匀接受负载且被充分润滑时，不会产生任何摩擦和磨损，但当轴承表面受到过度压力或润滑不足时，就会产生摩擦，导致轴承表面粘结或剥落。
三、风力发电机轴承磨损故障的诊断方法风力发电机轴承损伤的诊断对于风力发电机的正常使用和运行至关重要，温度、振动、声音、油分析和可视检查是轴承磨损故障诊断的主要方法：1.温度：风力发电机的轴承在正常运行时会有一个稳定的温度范围，温度过高可以表明轴承内部润滑情况不良或轴承破坏。
2.振动：通过振动检测技术可以识别轴承内部故障，一般来说，如果轴承内部损伤，轴承的振动会明显增加。
3.声音：噪音测试可以帮助检测轴承故障，当轴承内部损伤时，会发出一定强度和特征的噪音。
4.油分析：对润滑油进行检查可以检测轴承内部异物和金属碎屑。
5.可视检查：检查轴承表面或边缘周围是否有裂纹或损伤痕迹。
四、结论风力发电机轴承磨损非常常见，导致磨损的原因也有很多种，但可以采用多种方法来诊断轴承损坏，有效延长风力发电机轴承的寿命，减少损坏故障，提高风力发电机的发电效率。
未来的研究方向则是要进一步提高轴承磨损故障的诊断精度，以及优化轴承的设计和制造工艺，使其具有更好的防护能力和使用寿命。
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因轴承故障导致更换轴承，拆卸轴承后需对 主轴进行修复方能再次投入使用。若修复过程处 理不当，甚至可能导致主轴无法再次使用，造成更 大的损失。 1. 3 吊装费用
故障轴承拆下后需吊装至地面，需租用大型 吊车方可完成，将会产生高额费用。
1. 4 主轴轴承及主轴运输费用
因轴承故障导致更换的传动链，需从风场现 场返回机组装配地进行修复，长途运输将产生高 额的运输费用。
No.1 February 2018
《中国重型装备》 CHINA HEAVY EQU11:'MENT
风机主轴轴承故障原因分析和追溯
刘宝金 （东方电气风电有限公司质量管理部，四川618000)
摘要：分析了在风场运行过程中主轴轴承发生故障的原因。通过对风力发电机组主轴轴承的结构特点分 析，得出导致轴承故障的主要因素，，通过实验和分析对各因素进行逐一对比，确认热处理不当是导致该轴承故 障的根本原因"
关键词：主轴轴承；热处理；滚动体；质量损失 中图分类号：TM315 文献标志码：B
Failure Analysis and Tracing of Main Shaft Bearing of .Wind Turbine
Liu Baojin
Abstract:The cause of the failure of spindle bearing during the operation at the wind field has been analyzed in this paper. The main factors that lead to the failure of th~bearing are obtained through the analysis of the structure ~haracteristJcof the spindle bearing of the wind turbine. Each factor is comparedby experimentand anaysis, it is con firmed that the improper heat treatment is the root cause of failure of the bearing.
主轴轴承作为风机传动系统的支撑部件，在 运行过程中需要在滚动体与内外圈及保持架之间 形成有效油膜，减少轴承的摩擦损耗，有效提高轴 承的使用寿命。风机润滑油的加注采用自动润滑
1 主要故障现象和质量损失情况
在风机运行过程中，故障主轴轴承表现为：轴 承温度高或轴承内部存在异响，部分故障轴承温 升和异响同时存在。由于轴承生产环节较多，材 料类别复杂，同时受运输、使用维护等因素影响， 轴承故障原因分析十分困难。
目前风机主轴轴承与主轴为红套连接，一且 轴承发生故障必须更换时，需使用吊车将主轴轴 承和主轴一起吊装至地面进行整体更换。根据目
收稿日期：2017---08一30 18
前主轴轴承市场价格，单个轴承价格约为5万元 人民币，进口轴承约为10万元人民币。但是，若 轴承发生故障，迫使主轴轴承更换，将产生几倍甚 至10余倍轴承价格的质量损失，其费用包括： 1. 1 主轴轴承本身费用
因主轴轴承和主轴为红套连接，无法拆卸轴 承，只能通过破坏性拆卸轴承，保证主轴再次修复 使用。破坏拆卸的主轴轴承已无法修复，轴承本 体费用将纳入质量损失。 1.2 主轴修复费用
Key wor蓝n1ain shaft bearing; heat treatment; rolling bearing; loss of quality
某公司为我公司提供的主轴轴承，在风场运 行过程中发生故障，已无法满足风机工作需求，需 进行更换。主轴轴承的更换，远超于轴承本身价 格的质量损失，故需对轴承故障原因进行分析，以 确认与供应商之间的责任事宜。
主轴轴承是风电机组的核心零部件，处千风 力机械中的薄弱部位，是造成某些型号风电机组 的主要故障之一。主轴轴承承受的力主要包括风 叶及轮载的重量、主轴自重、主轴轴承的支承力、 推力轴承的止推力、风通过风叶及轮载作用在主 轴的力，因而主轴轴承主要承受径向力，也受部分 由于风力而产生的轴向力作用。主轴轴承受力较 为复杂，随着风力的变化而变化，且会产生振动， 因此轴承故障分析涉及面较广，难以得到准确的 故障原因。
风电轴承类型很多，材料有十几种，要正确选 材，必须考虑轴承零件的服役条件、失效形式、材 料本身的价格性能、相应的强化手段及加工条件 和制造成本。 2.2 热处理不当
轴承钢交货状态大多为球化退火态，以便于 进行切削加工。轴承钢球化退火时间长，耗时耗 能。研究与生产结果表明，猝火加热时控制奥氏 体中C含匮在0.5%左右，既可获得足够高的猝 火基体硬度，又可保证有足够体积分数的合金渗 碳体阻止奥氏体晶粒长大，且0.5%左右C含量 的马氏体具有明显的板条特征，具有较高的韧塑 性，可明显提高轴承的接触疲劳寿命。 2.3 润滑不良
(b)保持架碎裂
(c}内圈滚道出现爵痕
(d)外圆滚道出现磨痕
(e)滚动体碎裂
图1 主轴轴承故障情况图
Figure 1 Picture of main shaft bearing failure
管我国制定了JB/T 10705一2007《滚动轴承风力
一 发电机轴承》，修订了GB/T18254 2002《高碳铭
2 主轴轴承故障的主要原因
2. 1 材料质量差 材料的好坏是决定主轴轴承质量的重要因
素，我国风机主轴轴承与国外差距，材料是主要因 素，其次才是轴承设计、工艺水平和工艺装备。尽
《中国重型装备》
CHINA HEAVY EQUIPMENT
No.1 February 2018Ca)主轴轴承边缘出现保持架碎块