摘要：随着国家科技的进步以及环境保护的需要，风力发电在我国应用范围也越来越广，随着风力发电的普及，对于风力发电机的保护也越来越重要，而齿轮箱作为风力发电机组的重要组成部分，必须要得到妥善的保护。如果齿轮箱出现了问题，那么就会影响风力发电机整体的发电效率。所以这篇文章中，列举了风力发电机组中齿轮箱可能出现的问题，并针对这些问题提出了解决方案。
关键词：风电机组齿轮箱；故障；解决方案
由于风力发电对自然环境的要求比较苛刻，需要在有丰富的风力资源的地区才能修建风电站，而具有丰富风力资源的地区无非就是高原或者是高纬度的地区，或者一些山口，这些地形的共同点是都具有丰富的风力资源，但是周围的自然环境都很恶劣，人迹罕至，所以在这种环境下，修建风力发电站就对使用器材提出了一个较高的要求，温度过低或者其他原因会导致风力发电机组出现问题，而最容易出现问题的地方就是风电机组的齿轮箱，齿轮箱万一受损，整个风力发电机组都会受到影响，无法正常的进行工作。这篇文章就从几个角度介绍了齿轮箱在这种恶劣的天气环境下可能造成的问题，并针对这个问题提出了一些解决的办法。
一、齿轮箱在风电机组中的关键地位
很多人不清楚齿轮箱在整个风电机组中扮演着什么样的角色，在进行风力发电时又能起到什么作用，可以这么说，齿轮箱就相当于汽车行驶时的轮子，而整个发电机组就是汽车，如果轮子都没有，汽车怎么发动呢？风力发电就是把外界的风收集起来，通过一定的转换装置将其变成发电的动力，而齿轮箱就是这个转换装置中最关键的部分，没有齿轮箱，这个过程就无法顺利的完成，当然也可以采取其他的办法来代替齿轮箱的地位，不过因此而耗费的成本是一个天文数字，所以由此就可以看出齿轮箱在风电机组中的关键地位。这也就要求我们应该关注齿轮箱的具体受损情况，只有确保齿轮箱不管在什么恶劣的环境下都能正常的运转，完成工作，使用风力发电才不会遇到难以解决的问题。
二、齿轮箱运行过程中可能出现的问题
由于整个风电机组都是在一个艰苦的环境下持续长时间的工作，所以各部分零件都有着很大的几率受损，而且随着使用年限的接近，很多故障表现的越来越明显，在这些出现问题的部分中，总是有着齿轮箱的身影，而导致齿轮箱出现问题的原因也有很多，在这里主要归纳为下面几点。
1.齿轮破损
齿轮破损的意思就是说随着使用时间的加长，齿轮自身会出现各种各样的磨损问题，在进行工作时就会影响工作的效率。齿轮破损都只是一个比较轻微的问题，严重的会出现齿轮断裂的情况，这也是在经过不断地使用之后，齿轮不堪重负而断裂。这时整个齿轮箱的功能就无法再发挥出来，风电机组也不能正常的工作了。影响齿轮破损的因素有很多，一是使用年限会对其造成影响，当使用年限增加，那么齿轮破损的几率也会加大。而除了这个原因之外，齿轮自身负荷的工作量也对其的状态有着不小的影响，当齿轮负荷的工作量加大时，齿轮会在工作中承载更多的工作任务，这也会减少它的使用寿命。外界的环境因素对齿轮的影响也很大，在修建风电机组的恶劣环境下，机箱齿轮都处于一个温度、空气等等都不稳定的情况，天气的多变造成的结果就是齿轮无法正常的进行工作，出现一定的破损问题。
2.轴承出现问题
说起轴承相信很多人都清楚，这是连接齿轮中齿轮和其他部分的一个物体，如果没有轴承，那么整个齿轮箱中各个部分的零件就不能有效的配合，完成齿轮箱的工作。所以轴承在齿轮箱中也占据着重要的地位。齿轮箱中的轴承在风电机组的运行过程中，也会出现各种各样的问题，而造成这些问题的原因也是多种多样的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，每一次齿轮箱的工作都会带动轴承的运动，而众所周知，轴承主要是在各部件之间起连接作用的，所以过多的运动会影响这一部分工作的转速，而温度过高或者过低对其速度的影响也是十分巨大的，一旦轴承的运转速度发生变化，那么齿轮机箱的工作效率也会受其影响，最终影响风力机组的发电效率。除此之外，加在轴承与各部件之间的一样物体也是十分重要的，那就是润滑剂，有了润滑剂，轴承工作才能如虎添翼，而随着使用时间的延长，起初加进去的润滑剂会慢慢减少，这时就会影响轴承的工作情况。
3.轴发生断裂
如果说上面所说的齿轮和轴承出现问题只能算是齿轮箱所有可能出现的故障中的“小问题”，那么轴发生断裂那就是一个“大问题”了。轴承担着齿轮箱中整体的重量，如果没有轴的支撑，齿轮箱中各部件甚至无法共存，更不要说进行有效的工作了。所以，轴在齿轮箱中也占据着重要的地位。引起轴断裂的原因也有很多。环境的影响就不必多说了，温度过高或者过低都会导致轴的承载强度发生变化，当轴在工作中运转起来之后，如果承受的压力过大，那么就会不堪重负发生断裂的情况，影响发电机组整体的工作效率。除此之外，剩余的影响因素那就是当初在建造轴时选择材料的问题了，如果选择的材料不合格或者在制造过程中没有严格按照要求去制造，那么最后在工作中轴出现问题的可能性也是很大的。
4.润滑剂的影响
很多人在关注解决齿轮箱故障的问题时，都会把焦点放在构成齿轮箱的各个部分的质量问题上，而忽略了一个很重要的东西，那就是润滑剂。前面已经提到过，润滑剂对轴承的正常运转有着很大的影响，不仅如此，它对整个齿轮箱的运行都有着不可忽略的意义。在润滑剂的作用下，齿轮箱中各个部分之间的衔接会更加自然，在进行工作时不会出现“卡壳”的现象，相反却可以以高效的配合来完成齿轮箱的整体工作。而且润滑剂还可以发挥适当延长各个部分零件的使用寿命的作用。
5.振动会导致齿轮箱出现问题
在将风能收集转化为进行发电的动力时，整个发电机组会受到其内配置的装置的影响，发生一定程度的振动，这种振动对于齿轮箱的正常工作也有着巨大的威胁。长年累月的振动会加快齿轮箱中各部件的磨损，这样一来，协同发电的配件都无法正常的工作，而且更加严重的情况下还会造成关键部件的断裂，这就大大影响了齿轮箱的工作效率，进而提高了风力发电的成本。
三、解决齿轮箱运行过程中出现问题的办法
当找到齿轮箱在运行过程中可能出现的问题之后，那么接下来要做的就是如何去解决这些问题。上文中都已提到齿轮箱中出现的故障，在这里将解决这些故障的办法来总结概括一下，主要涵盖着这几个方面：首先对用来制造齿轮箱中个零部件的材料进行更新换代，采用新的科学技术，将更具有稳定性的材料添加进去，这样一来各个部分即使在恶劣的环境下工作时也能承受那样的工作强度。其次要对齿轮箱整体的设计进行修改，对于齿轮箱中关键的部分要给予特殊的“照顾”，保护好那些部分不受损，那就是对齿轮箱整体的保护。最后，不能忽略润滑剂的作用，要合理及时的使用润滑剂，确保齿轮箱中各部件都能达到他们相应的使用寿命，将自身效用最大化。
四、总结
所以，齿轮箱在运行过程中可能出现各种各样的问题，这就要求相关工作人员做好前期准备工作，再保证运行中的安全，这样才能促进风力发电的发展。
参考文献：
[1]张亮.风力发电机组齿轮箱早期故障诊断方法研究[D].大连理工大学，2010.
[2]关宁.风力发电机组齿轮箱振动故障分析方法研究[D].华北电力大学，2015.
[3]张伟鹏.风力发电机组齿轮箱故障特征提取方法研究[D].华中科技大学，2015.
论文作者:陈锋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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