近年來(lái)隨著國(guó)家節(jié)能減排、“雙控”“雙碳”政策目標(biāo)的推進(jìn)落實(shí)，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)迎來(lái)高速發(fā)展，風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)電整機(jī)制造的核心部件，其市場(chǎng)規(guī)模也隨之迅猛擴(kuò)張。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，取之不盡，用之不竭，對(duì)于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風(fēng)力發(fā)電，非常適合并大有可為。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW，其中，陸地上風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億kW，海上可開(kāi)發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億kW，共計(jì)10億kW。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年由于風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)量暴增，推動(dòng)風(fēng)電齒輪箱的市場(chǎng)規(guī)模也出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)，達(dá)到233億元，同比增長(zhǎng)177.38%。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量增速放緩，風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)規(guī)模也呈穩(wěn)定小幅增長(zhǎng)走勢(shì)。2022年全國(guó)風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到257億元，增速6.2%，風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)規(guī)模相較2015年增加了150億元。由于近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)能過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，其價(jià)格走勢(shì)呈連年下滑走勢(shì)。2016年全國(guó)風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)均價(jià)為15.05萬(wàn)元/臺(tái)，到2021年風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)均價(jià)下滑至13.44萬(wàn)元/臺(tái)。

　　風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。在工業(yè)水平不斷發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)逐步調(diào)整以及國(guó)家大力推行“雙碳”目標(biāo)實(shí)施的背景下，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)量持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)風(fēng)電齒輪箱的需求不斷上升。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年全國(guó)風(fēng)電齒輪箱需求量增長(zhǎng)至12.7萬(wàn)臺(tái)，增速近13%，風(fēng)電齒輪箱需求量相較2016年增加了5.83萬(wàn)臺(tái)。

　　近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展迅速，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2016-2022年我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量及累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量整體均保持增長(zhǎng)走勢(shì)。其中，2020年由于國(guó)家發(fā)改委頒發(fā)政策指出：2021年國(guó)家將不再對(duì)新建風(fēng)電項(xiàng)目給予補(bǔ)貼，因此大批風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)在優(yōu)惠政策取消前加速搶占風(fēng)電裝機(jī)市場(chǎng)。使得2020年全國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量暴增71.67GW，增速178.44%;全國(guó)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)至281.5GW，同比上升34%。2022年全國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量37.63GW，累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到365.44GW。由于風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的重要機(jī)械部件，隨著未來(lái)國(guó)家政策推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)迅速發(fā)展，風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng)將直接拉動(dòng)風(fēng)電齒輪箱的需求規(guī)模增加。

　　隨著我國(guó)碳中和政策目標(biāo)的制定與實(shí)施，風(fēng)電行業(yè)得到快速發(fā)展，風(fēng)電齒輪箱作為重要的風(fēng)電機(jī)組重要核心部件也受到需求帶動(dòng)影響。近年來(lái)在國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)風(fēng)電行業(yè)相關(guān)政策，持續(xù)推動(dòng)風(fēng)電及風(fēng)電齒輪箱行業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展。其中，2020年10月，國(guó)家教育部發(fā)布《綠色低碳發(fā)展國(guó)民教育體系建設(shè)實(shí)施方案》，提出要引導(dǎo)職業(yè)院校增設(shè)相關(guān)專業(yè)，到2025年，全國(guó)綠色低碳領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)布點(diǎn)數(shù)不少于600個(gè)，發(fā)布專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，支持職業(yè)院校根據(jù)需要在低碳建筑、光伏、水電、風(fēng)電、環(huán)保、碳排放統(tǒng)計(jì)核算、計(jì)量監(jiān)測(cè)等相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域加大投入，充實(shí)師資力量，規(guī)劃建設(shè)100種左右有關(guān)課程教材，適度擴(kuò)大技術(shù)技能人才培養(yǎng)規(guī)模。2022年11月國(guó)家發(fā)改委頒發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步完善政策環(huán)境加大力度支持民間投資發(fā)展的意見(jiàn)》中指出，鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)加大太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電、儲(chǔ)能等節(jié)能降碳領(lǐng)域投資力度。鼓勵(lì)民間投資的重點(diǎn)工程項(xiàng)目積極采取以工代賑方式擴(kuò)大就業(yè)容量。同時(shí)，國(guó)家財(cái)政部公布的《關(guān)于提前下達(dá)2023年可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助地方資金預(yù)算的通知》中列出，可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助地方資金預(yù)算三者總計(jì)補(bǔ)助47.1億元，其中:風(fēng)力發(fā)電補(bǔ)助20.4582億元，太陽(yáng)能發(fā)電補(bǔ)助25.7993億元，生物質(zhì)能發(fā)電補(bǔ)助0.8425億元。在國(guó)家政府對(duì)風(fēng)電行業(yè)政策和資金支持加大對(duì)策形勢(shì)下，我國(guó)風(fēng)電及與之密切相關(guān)的風(fēng)電齒輪箱行業(yè)發(fā)展前景廣闊。

　　風(fēng)電齒輪箱成品中以鍛鋼件原材料和球墨鑄鐵件原材料為主，另外其零部件還會(huì)使用到其他原材料。從風(fēng)電整機(jī)成本構(gòu)成情況來(lái)看，葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)是風(fēng)電整機(jī)中價(jià)值量最大的零部件，成本占比最高。其中，風(fēng)電齒輪箱占據(jù)風(fēng)電整機(jī)制造成本的10%，因此風(fēng)電行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，將拉動(dòng)風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)規(guī)模顯著增加。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)電齒輪箱采用競(jìng)標(biāo)定價(jià)方式。競(jìng)標(biāo)定價(jià)法是指主要用于投標(biāo)交易方式，投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程往往就是價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果產(chǎn)生實(shí)際的成交價(jià)格。由于近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)能過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，其價(jià)格走勢(shì)呈連年下滑走勢(shì)。2016年全國(guó)風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)均價(jià)為15.05萬(wàn)元/臺(tái)，到2021年風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)均價(jià)下滑至13.44萬(wàn)元/臺(tái)。

　　從全球風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局情況來(lái)看，當(dāng)前全球風(fēng)電齒輪箱行業(yè)集中度較高，存在實(shí)力強(qiáng)勁的龍頭企業(yè)。由于風(fēng)電齒輪箱行業(yè)技術(shù)壁壘較高，同時(shí)伴隨大兆瓦風(fēng)機(jī)和海上風(fēng)電的發(fā)展，配套風(fēng)電齒輪箱的研發(fā)和批量化生產(chǎn)難度提升，頭部企業(yè)加大相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)投入，積極擴(kuò)大業(yè)務(wù)布局，進(jìn)一步搶占市場(chǎng)份額。

　　為積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和工作，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，2023年1月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新時(shí)代的中國(guó)綠色發(fā)展》明確提出，要加快推進(jìn)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)，積極穩(wěn)妥發(fā)展海上風(fēng)電，積極推廣城鎮(zhèn)、農(nóng)村屋頂光伏，鼓勵(lì)發(fā)展鄉(xiāng)村分散式風(fēng)電。2023年1月6日國(guó)家能源局發(fā)布的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(征求意見(jiàn)稿)》中提到，要加大力度規(guī)劃建設(shè)以大型風(fēng)電光伏基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源開(kāi)發(fā)利用體系，推動(dòng)主要流域可再生能源一體化、沙漠戈壁荒漠地區(qū)新能源及海上風(fēng)電集約化基地化開(kāi)發(fā)，穩(wěn)妥推動(dòng)西南地區(qū)主要流域可再生能源一體化基地建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、抽水蓄能等一體化規(guī)劃研究、開(kāi)發(fā)建設(shè)、調(diào)度運(yùn)行與電力消納。重點(diǎn)圍繞沙漠戈壁荒漠地區(qū)推動(dòng)大型風(fēng)電基地建設(shè)，積極推動(dòng)海上風(fēng)電集群化開(kāi)發(fā)利用，一體化統(tǒng)籌海上風(fēng)電的規(guī)劃、建設(shè)、送出、并網(wǎng)與消納，并逐步由近海向深遠(yuǎn)海拓展。同時(shí)，加快推動(dòng)中東部和南方地區(qū)分散式風(fēng)電及分布式光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)，以就地利用為主要目的拓展分散式新能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用場(chǎng)景。此外，還要加快推進(jìn)深遠(yuǎn)海域海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)及超大型海上風(fēng)機(jī)技術(shù)等，推動(dòng)適應(yīng)新能源多元化開(kāi)發(fā)場(chǎng)景、提升并網(wǎng)友好性與可靠替代能力;推進(jìn)大容量深遠(yuǎn)海風(fēng)電友好送出技術(shù)裝備研究，突破大容量海纜裝備及海上平臺(tái)輕型化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。在國(guó)家政策持續(xù)推進(jìn)下，未來(lái)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展壯大,風(fēng)電機(jī)組的增加和維修將繼續(xù)推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電齒輪箱市場(chǎng)需求規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng)。

　　伴隨著風(fēng)能行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的質(zhì)量，成本，交貨期，可靠性等提出了更高的要求。近年來(lái)行業(yè)頭部企業(yè)加速將機(jī)械和數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行深度整合，引入狀態(tài)監(jiān)測(cè)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)終端技術(shù)，打造信息化齒輪箱系統(tǒng)，讓齒輪箱能夠自我感知自身的狀態(tài)，對(duì)齒輪箱全生命周期的信息進(jìn)行管理;通過(guò)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合專業(yè)的故障診斷及失效分析專家團(tuán)隊(duì)，實(shí)時(shí)對(duì)齒輪箱的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，在齒輪箱故障初期就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和預(yù)警，避免故障惡化，減小因齒輪箱維修帶來(lái)的發(fā)電量損失，并采取主動(dòng)維護(hù)維修策略，提高風(fēng)力發(fā)電效率，從而提高整體風(fēng)力發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)內(nèi)風(fēng)電齒輪箱龍頭企業(yè)引領(lǐng)下，行業(yè)的技術(shù)水平不斷提升，未來(lái)風(fēng)電齒輪箱產(chǎn)品將向信息化、數(shù)字化、精細(xì)化、智能化方向轉(zhuǎn)型，助推我國(guó)風(fēng)電齒輪箱行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

　　損壞原因概略分析

　　隨著風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，由于風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境惡劣，齒輪箱的故障越來(lái)越頻繁出現(xiàn)，諸如漏油，齒面點(diǎn)蝕、剝落、斷齒、異常磨損，軸承跑圈、滾道點(diǎn)蝕、剝落等現(xiàn)象。

　　導(dǎo)致出現(xiàn)上述缺陷因素很多，包括制造因素：齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、載荷計(jì)算、軸承選型、材料選擇、制造加工、出廠前的試車及清潔等;運(yùn)行因素：控制策略、監(jiān)控措施、維護(hù)方法;環(huán)境因素：氣候、變化無(wú)常的風(fēng)況;控制因素：任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不到位，均會(huì)導(dǎo)致隱患，從微小缺陷擴(kuò)展成大缺陷，從而引起機(jī)械部分不可逆的損壞。

　　因此，風(fēng)電機(jī)組齒輪箱從出廠到淘汰報(bào)廢，我們要以全壽命周期管理理念，通過(guò)精心維護(hù)、科學(xué)管理來(lái)降低齒輪箱損壞率及下架率、縮短恢復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)齒輪箱長(zhǎng)壽命健康運(yùn)行，提高機(jī)組利用率。

　　齒輪箱損壞下架的原因很多，通過(guò)調(diào)查及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，缺陷主要表現(xiàn)為：齒輪斷齒，齒面點(diǎn)蝕、磨損、剝落，內(nèi)齒圈斷裂，行星輪損壞卡死，軸承磨損、內(nèi)外圈跑圈等。引起這些缺陷的直接原因主要是因?yàn)辇X部接觸不良，出現(xiàn)偏載，局部應(yīng)力過(guò)大、引起微裂紋并逐步擴(kuò)展，致使齒面燒傷、點(diǎn)蝕、剝落，導(dǎo)致齒的局部斷裂。而引起這些現(xiàn)象的間接原因與設(shè)計(jì)制造、材料及熱處理、運(yùn)行維護(hù)、控制策略、環(huán)境等因素都可能有關(guān)。每一臺(tái)齒輪箱下架具體情況會(huì)不同，但一般來(lái)說(shuō)，制造初始缺陷是潛在誘因，在使用過(guò)程中若載荷復(fù)雜、維護(hù)不當(dāng)、不及時(shí)跟蹤處理會(huì)加速缺陷擴(kuò)展。

　　需停機(jī)處理的故障主要集中在管路漏油、高速軸、電動(dòng)泵、油溫油壓報(bào)警、濾芯、冷卻系統(tǒng)、軸承及異響。這些故障會(huì)直接造成齒輪、軸承潤(rùn)滑不良，若不及時(shí)處理會(huì)引起齒輪和軸承出現(xiàn)缺陷并擴(kuò)展，甚至?xí)?dǎo)致下架。通過(guò)幾年統(tǒng)計(jì)分析，表現(xiàn)出的主要故障分布情況如圖2所示。

　　全壽命周期內(nèi)運(yùn)行維護(hù)及管理要求

　　從出廠起，到運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)控、故障處理、備件儲(chǔ)備，以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等每個(gè)環(huán)節(jié)均需加強(qiáng)管理。做好前期控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、盡早處理，預(yù)防為主、防治結(jié)合，嚴(yán)格執(zhí)行齒輪箱專項(xiàng)檢查，建立齒輪箱狀態(tài)跟蹤檔案，不斷完善故障處理方法。

　　一、出廠前的試驗(yàn)、清潔

　　齒輪箱裝配完成，必須嚴(yán)格按照檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行整箱檢驗(yàn)，按試車規(guī)范進(jìn)行加載試車。循環(huán)跑油后，尤其要保證出廠前的清潔度，達(dá)到齒輪箱清潔度要求，嚴(yán)格按采購(gòu)方和制造方雙方技術(shù)協(xié)議要求進(jìn)行相應(yīng)取樣檢測(cè)，嚴(yán)禁有大的金屬鐵屑、雜物殘留在齒輪箱內(nèi)，否則上天運(yùn)行后，過(guò)濾系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)不能完成全部過(guò)濾，甚至某些殘留物至始至終都不能通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾。殘留鐵屑會(huì)在齒輪箱運(yùn)行過(guò)程中對(duì)齒面、軸承滾道進(jìn)行擠壓，導(dǎo)致壓痕、磨痕。

　　對(duì)新出廠齒輪箱加注新潤(rùn)滑油時(shí)，新油的清潔度需達(dá)到ISO440617/15/12標(biāo)準(zhǔn)，否則需經(jīng)過(guò)過(guò)濾。由裝配單位對(duì)每批次新齒輪箱潤(rùn)滑油的清潔度進(jìn)行合適比例的抽檢，抽檢樣本送具有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，并將所有檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行建檔。

　　二、存放和停機(jī)要求

　　(一)塔下存放

　　若齒輪箱出廠后需長(zhǎng)時(shí)間放置，必需制定相關(guān)存放要求，并嚴(yán)格執(zhí)行。

　　(1)環(huán)境要求：做好防水、防潮、防塵措施以及內(nèi)外零件防腐蝕;

　　(2)定期進(jìn)行內(nèi)部油管、齒輪、軸承銹蝕的檢查，空濾狀態(tài)及失效檢查;

　　(3)按規(guī)定做維護(hù)保養(yǎng)：齒輪箱存放一段時(shí)間后，按要求去除內(nèi)部零件的灰塵、水汽、銹蝕后，潤(rùn)滑系統(tǒng)加油、通電，啟動(dòng)油泵進(jìn)行泵油循環(huán)，并以適當(dāng)速度盤動(dòng)高速軸;

　　(二)塔上停機(jī)

　　當(dāng)風(fēng)電機(jī)組不發(fā)電時(shí)，如機(jī)組吊裝完成后以及后期運(yùn)行臨時(shí)停機(jī)，需對(duì)齒輪箱做好相關(guān)保護(hù)。

　　(1)如果傳動(dòng)鏈必須被鎖死，連續(xù)鎖住時(shí)間不能太長(zhǎng)，一般不超過(guò)一周。因?yàn)殒i緊銷與鎖緊盤存在間隙，葉輪的晃動(dòng)會(huì)導(dǎo)致齒輪副嚙合齒的來(lái)回?cái)[動(dòng)，時(shí)間過(guò)久會(huì)在嚙合處產(chǎn)生微動(dòng)磨損。

　　(2)空轉(zhuǎn)時(shí)，需限制轉(zhuǎn)速，一般控制在300rpm以內(nèi)，且保證齒輪箱內(nèi)部零件的足夠潤(rùn)滑。

　　三、加強(qiáng)日常運(yùn)行維護(hù)管理

　　做好日常巡檢、定期維護(hù)，是風(fēng)電場(chǎng)目前降低齒輪箱故障率的主要手段。必須按照主機(jī)廠商作業(yè)指導(dǎo)書內(nèi)容(如《風(fēng)電機(jī)組齒輪箱全壽命周期內(nèi)運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)書》)，保質(zhì)保量地進(jìn)行維護(hù)工作，確保齒輪箱良好潤(rùn)滑。按檢查難度、周期性要求、齒輪箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定維護(hù)項(xiàng)目，包括：日常巡檢、每季度項(xiàng)目、半年檢查項(xiàng)目與年度檢查項(xiàng)目。

　　嚴(yán)禁屏蔽齒輪箱油溫、油壓、油位、濾芯堵塞等報(bào)警信號(hào)，遇到報(bào)警未查明原因和解決之前，禁止為保發(fā)電量而啟機(jī)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)上報(bào)警不停機(jī)的信號(hào)，也需盡快處理，不能延誤和遺忘。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組報(bào)其它錯(cuò)誤時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行人員首先嘗試的處理方法為遠(yuǎn)程復(fù)位(夜間值班期間尤為突出)。這種做法并不合適。少量誤報(bào)故障確實(shí)可通過(guò)復(fù)位消除，但頻繁的自動(dòng)復(fù)位動(dòng)作只會(huì)增加對(duì)齒輪箱的沖擊，加速齒輪、軸承的疲勞損壞，縮短齒輪箱服役時(shí)間。因此，出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，應(yīng)停機(jī)檢查，及時(shí)找到問(wèn)題原因并徹底處理。

　　四、專業(yè)檢測(cè)及周期更換項(xiàng)目

　　(一)振動(dòng)測(cè)試

　　通過(guò)專用的儀器工具，按照規(guī)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行間斷或連續(xù)的監(jiān)測(cè)，掌握設(shè)備異常的征兆和劣化程度，判斷故障的部位和原因并預(yù)測(cè)設(shè)備今后的技術(shù)狀態(tài)變化，提前發(fā)現(xiàn)故障癥狀，以降低經(jīng)濟(jì)損失。如果沒(méi)有安裝在線振動(dòng)測(cè)試設(shè)備，則可采用離線設(shè)備采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。該項(xiàng)工作應(yīng)定期開(kāi)展，測(cè)試頻次至少每年1次，建議和齒輪箱內(nèi)窺鏡檢查項(xiàng)目一起進(jìn)行。監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般選在齒輪箱輸入軸、行星輪、中間軸、輸出軸。如果發(fā)現(xiàn)齒輪箱內(nèi)部有異常情況，還可臨時(shí)安裝在線振動(dòng)測(cè)試設(shè)備階段性的不間斷監(jiān)控，分析其演變趨勢(shì)，決定處理措施。

　　(二)內(nèi)窺鏡檢查

　　由于齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精密，只有借助內(nèi)窺鏡的使用才能更準(zhǔn)確真實(shí)地掌握齒輪箱內(nèi)部零部件運(yùn)行狀況，比如行星齒面、圓柱齒面是否有點(diǎn)蝕、損傷、斷裂等現(xiàn)象，軸承是否出現(xiàn)磨損、剝落等現(xiàn)象等。根據(jù)每次檢查結(jié)果研究齒輪、軸承缺陷發(fā)展趨勢(shì)及規(guī)律，提前做出預(yù)防或處理措施，避免缺陷嚴(yán)重?cái)U(kuò)展。該項(xiàng)工作建議檢查頻次至少每年1次。

　　(三)油品取樣檢測(cè)

　　潤(rùn)滑油性能、清潔度對(duì)齒輪副及軸承副的油膜形成至關(guān)重要，尤其是清潔度。據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，油品清潔度降低一等級(jí)、軸承壽命將減少20%至30%。必須定期關(guān)注油品粘度、酸值、水分含量、元素含量、顆粒物等關(guān)鍵指標(biāo)的變化。該項(xiàng)工作至少半年進(jìn)行一次。根據(jù)檢測(cè)報(bào)告結(jié)果，分析制定相應(yīng)的處理措施。

　　(四)濾芯及空氣濾清器更換

　　每年或在壓差傳感器發(fā)出濾芯堵塞告警信號(hào)后10天內(nèi)更換濾芯。濾芯的更換需嚴(yán)格按照齒輪箱濾芯更換方案實(shí)施，保證正確的拆裝以及濾芯的清潔。檢查齒輪箱空氣過(guò)濾器情況，若干燥劑失效則及時(shí)更換。

　　(五)油品更換

　　對(duì)油質(zhì)進(jìn)行理化分析后，若發(fā)現(xiàn)異常，根據(jù)技術(shù)部門制定的理化指標(biāo)判定是否需進(jìn)行過(guò)濾、更換。更換工作必須由專業(yè)隊(duì)伍嚴(yán)格按照換油方案進(jìn)行實(shí)施。

　　(六)聯(lián)軸器對(duì)中

　　如果齒輪箱與發(fā)電機(jī)的對(duì)中情況不好，會(huì)影響到齒輪箱輸出端軸承以及發(fā)電機(jī)軸承，繼而引起齒面異常。該工作建議1年進(jìn)行1次。

　　(七)齒輪箱易損件更換

　　齒輪箱易損件更換時(shí)間或失效標(biāo)準(zhǔn)如表2。

　　五、建立跟蹤檔案，全面掌握運(yùn)行狀態(tài)

　　齒輪箱部件損壞，普遍是漸變的過(guò)程，我們必須連續(xù)跟蹤其運(yùn)行狀態(tài)的變化，才能做到有的放矢、科學(xué)管理。建立檔案就能很好地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

　　風(fēng)電場(chǎng)必須嚴(yán)格按照主機(jī)廠商編制的齒輪箱維護(hù)指導(dǎo)書內(nèi)容進(jìn)行日常巡檢、定檢維護(hù);持續(xù)建立齒輪箱檔案;每個(gè)月定期調(diào)取運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔分析;現(xiàn)場(chǎng)做好各種異常處理;定期完成內(nèi)窺鏡檢查、振動(dòng)測(cè)試、油品檢測(cè);并及時(shí)、定期完成各種記錄并按要求建檔反饋,實(shí)時(shí)監(jiān)控和掌握齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)異常情況制定處理措施。

　　(一)日常、定檢維護(hù)檔案

　　按照技術(shù)部門編制的齒輪箱運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)書，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施隊(duì)伍將所進(jìn)行的日常、定檢維護(hù)情況進(jìn)行記錄。

　　(二)齒輪箱檔案

　　包括制造廠家、序號(hào)、出廠編號(hào)、制造日期、速比、運(yùn)行時(shí)間等。

　　(三)齒輪箱軸承及齒輪參數(shù)檔案

　　根據(jù)齒輪箱型號(hào)、出廠編號(hào)明確分辨各級(jí)軸承的生產(chǎn)廠家和具體型號(hào)、各級(jí)齒輪參數(shù)。

　　(四)油品檔案

　　以各項(xiàng)關(guān)鍵理化指標(biāo)的變化數(shù)據(jù)記錄成表格、曲線圖，觀察和研究油品變化規(guī)律以及傳動(dòng)摩擦副的磨損狀況，并按企業(yè)制定的指標(biāo)值：警戒線和行動(dòng)線采取相應(yīng)措施。

　　油品監(jiān)測(cè)除了采取定期取樣方法外，國(guó)內(nèi)的油品在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也趨于成熟，風(fēng)電場(chǎng)可考慮在齒輪箱上安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控油品狀態(tài)。

　　(五)振動(dòng)測(cè)試檔案

　　選取齒輪箱幾個(gè)關(guān)鍵部位的測(cè)試記錄如輸入端、行星輪處、中速軸處、輸出端，根據(jù)需要生成相應(yīng)的曲線圖，其變化趨勢(shì)一目了然。具體測(cè)試時(shí)，可限定相同轉(zhuǎn)速以對(duì)比研究。某風(fēng)電場(chǎng)的一臺(tái)齒輪箱振動(dòng)數(shù)據(jù)記錄案例見(jiàn)表3和圖3。

　　(六)內(nèi)部檢查檔案

　　要求采用內(nèi)窺鏡儀器，每次所拍攝照片存檔，并作比較。發(fā)現(xiàn)有異常的如果暫時(shí)不處理，需做記號(hào)跟蹤，并縮短檢查周期。

　　(七)異常處理檔案

　　在齒輪箱日常運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)異常，則必須進(jìn)行詳細(xì)檢查，提出處理措施，避免缺陷擴(kuò)展。無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)處理的小故障及下架處理的大故障：包括換油、治漏、更換零部件、消除報(bào)警、整體更換等，都應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行檢查，跟蹤問(wèn)題是否得到根治，每臺(tái)機(jī)組每次處理過(guò)程與結(jié)果都必須記錄在案。

　　六、數(shù)據(jù)庫(kù)建立及遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警分析系統(tǒng)

　　前期由人工建立齒輪箱各項(xiàng)數(shù)據(jù)檔案，并對(duì)格式進(jìn)行優(yōu)化、固化，后期建立數(shù)據(jù)庫(kù)。借助現(xiàn)代化通訊手段、大數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將齒輪箱CMS(在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng))系統(tǒng)信號(hào)和齒輪箱溫度、油壓、油品清潔度等運(yùn)行數(shù)據(jù)以及人工維修處理資料傳回監(jiān)控中心，逐步實(shí)現(xiàn)通過(guò)專業(yè)軟件對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家技術(shù)支持，即時(shí)監(jiān)控、分析，提供指導(dǎo)和建議，縮短問(wèn)題處理時(shí)間;另可生成各種報(bào)表，建立一套連續(xù)、長(zhǎng)期的齒輪箱綜合信息檔案，為風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)維修計(jì)劃、后續(xù)管理策略提供完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　七、其他

　　(一)控制策略優(yōu)化

　　研究主機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)齒輪箱的影響，如振動(dòng)問(wèn)題，以及優(yōu)化控制策略減少傳動(dòng)鏈振動(dòng)。齒輪箱電動(dòng)油泵、機(jī)械泵、冷卻系統(tǒng)、剎車裝置工作方式直接影響著齒輪副、軸承副工作狀態(tài)，輔助系統(tǒng)控制方式以及啟?？刂撇呗员仨毧茖W(xué)化、最優(yōu)化。油品溫度、軸承溫度、油位、油壓報(bào)警值設(shè)定要合理，運(yùn)行中遇到報(bào)警嚴(yán)禁屏蔽信號(hào)，必須及時(shí)處理。

　　(二)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　如果齒輪箱在某一個(gè)位置損壞率較其它部位偏高，則有必要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、材料選擇方面分析原因，之后的維修工作以及新機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)考慮結(jié)構(gòu)優(yōu)化，增加零部件可靠性及安全系數(shù)。

　　(三)備件儲(chǔ)備

　　齒輪箱出現(xiàn)問(wèn)題，備件的缺乏也是制約風(fēng)電機(jī)組利用率的原因之一。適當(dāng)準(zhǔn)備外部輔助系統(tǒng)備件，如管路及接頭、密封件、濾芯，以及油泵、溫控閥等;內(nèi)部如高速軸、中速軸部套等;甚至儲(chǔ)備整機(jī)齒輪箱，可極大減少恢復(fù)處理時(shí)間。

　　八、分析及制定措施

　　對(duì)齒輪箱多發(fā)故障、典型缺陷、運(yùn)行數(shù)據(jù)、處理信息及健康管理結(jié)果進(jìn)行分析，研究預(yù)防手段，擬定處理措施、監(jiān)控運(yùn)行措施、預(yù)期維修計(jì)劃及更換計(jì)劃，如研究抗磨自修復(fù)等新技術(shù)應(yīng)用、零部件項(xiàng)修、整機(jī)大修等。根據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，齒輪箱在運(yùn)行7至8年后會(huì)或多或少地出現(xiàn)缺陷，特別是高速軸系的軸承，其精度部分喪失后，會(huì)影響齒輪副的嚙合精度，進(jìn)而導(dǎo)致齒面破壞。合理、有計(jì)劃地安排大修，可減小風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)率。

　　結(jié)語(yǔ)

　　齒輪箱管理是風(fēng)電場(chǎng)的管理十分重要的一部分，要做到科學(xué)、合理、有連續(xù)性。某些缺陷的發(fā)展是不可逆的，必須在前期做好預(yù)防。做好齒輪箱的健康持續(xù)管理，盡量延長(zhǎng)其使用壽命，出現(xiàn)故障要采取合理方法、減少全壽命周期維護(hù)成本。文中所述的管理方法及技術(shù)措施可以作為風(fēng)電場(chǎng)齒輪箱健康管理的參考。