风力发电机组主传动链滚动轴承运行状态评估结果和措施、定期维护项目及要求、基于评估结果备件计划.docx

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1、AA附录A （资料性）典型运行状态评估结果和措施A.1 故障特征频率根据轴承的几何参数、滚动体数量和轴承转速，按公式（A.1）、（A.2）、（A.3）、（A.4）分别计算出轴承保持架、滚动体、外圈、内圈的故障特征频率，单位为赫兹（Hz）：f保持架故障特征频率=N2601-DrDPcos(A.1)f滚动体故障特征频率=N260DpDr1-DrDp2cos2.(A.2)f外圈频故障特征率=Nnumf保持架故障特征频率.(A.3)f内圈频故障特征率=NnumN60-f保持架故障特征频率.(A.4)式中：N轴承转速，单位为转/分钟（rpm）；Dr滚动体直径，单位为毫米（mm）；Dp节圆直径，单位为毫米

2、（mm）；接触角，单位为度（）；Nnum滚动体数量，单位为个（pcs）。A.2 滚动轴承四个失效阶段的检测A.2.1 第一阶段在该阶段，由于缺乏润滑或轴承轻微损伤，轴承的振动幅值非常小，但频率非常高，可能超过10kHz(见图A.1)。此时通过传统的频谱和时域波形可能无法检测到故障，而通过包络解调、冲击脉冲和脉冲能量等高频技术可以检测该阶段的故障。如该阶段发现轴承存在问题，可首先检查轴承润滑脂是否不足，如不足则及时进行补充。同时检查润滑脂是否有异常。图A.1 滚动轴承失效的第一阶段A.2.2 第二阶段随着轴承故障的发展，轴承表面的损伤进一步加剧（见图A.2），该阶段包络解调等高频技术比第一阶段更

3、容易检测出故障（见图A.3），但通过线性速度谱很难发现故障，而通过速度谱的对数形式或者加速度谱则会提高成功判断的可能性。如轴承故障发展到该阶段，则需要尽早全部更换润滑油脂。在条件允许的情况下，可对轴承进行清洗，防止轴承内的杂物造成轴承的加速磨损。图A.2 轴承表面的损伤图A.3 滚动轴承失效的第二阶段A.2.3 第三阶段当轴承故障发展到第三阶段时，损坏就更严重了，如果把轴承移走，就可以用肉眼明显的看到损伤。该阶段除了时域波形（速度或加速度）和高频技术（包络解调、峰值、冲击脉冲和峰值能量）之外，速度谱也可以用来探测故障。如果损伤是在轴承的外圈上（见图A.4），那么每次滚动体接触到损伤的区域时，就

4、会产生冲击,冲击振幅基本是恒定的，此时冲击应在时域波形中可见，高频处的振幅比之前更大。通过包络谱可见外圈故障特征频率（BPFO）及其倍频（见图A.5）。图A.4 轴承外圈的损伤图A.5 滚动轴承外圈失效的第三阶段如果损伤是在内圈上（见图A.6），那么每次滚动体接触到损坏区域时都会产生冲击，当损伤区域在承载区时，振幅最大。从包络谱中可见内圈故障特征频率（BPFI）及其倍频，同时可能会伴有1倍频的边带（见图A.7）。图A.6 轴承内圈的损伤图A.7 滚动轴承内圈失效的第三阶段如果损伤是在滚动体上（见图A.8），那么每次损伤区域与内圈或外圈接触时都会产生冲击，当损伤的滚动体在承载区时，振幅最高。从包

5、络谱中可见滚动体故障特征频率（BSF）及其倍频，同时可能会有保持架的边频带（见图A.9）。图A.8 轴承滚动体的损伤图A.9 滚动轴承滚动体失效的第三阶段在该阶段如果正确设置滤波器的滤波频带和正确安装加速度传感器，通过包络解调、冲击脉冲和峰值能量可能会找到轴承的故障特征频率。如轴承故障发展到该阶段，则需要经常更换油脂，同时加大对轴承的振动检测频率，在条件允许的情况下，对轴承进行实时检测，以防突发重大事故。A.2.4 第四阶段当轴承故障达到第四阶段时，轴承已严重损坏（见图A.10），应立即更换。之前计算的轴承故障特征频率由于轴承几何形状的改变而改变，此时之前的非同步谐波和边频带会消失，本底噪音会

6、增大，冲击脉冲等检测方法的准确率则会下降。当轴承的间隙由于磨损而增大时，就会看到松动的迹象即1倍频及其谐波频率很明显（见图A.11）。在该阶段，随着轴承状况的进一步恶化，冲击的周期性消失，高频不再产生，包络谱的本底噪音会上升并吞噬峰值，高频技术检测效果会越来越差。此时轴承的振动幅值整体大幅增加，通过速度谱也可以清楚地看出故障。图A.10 轴承滚道严重损坏图A.11 滚动轴承滚动体失效的第四阶段BB附录B （规范性）定期维护项目及要求定期维护项目及要求见表B.1。表 B.1 定期维护项目及要求序号检验项目频次/重要性检验要求推荐设备现场检验要求检验报告1主轴承振动、电气特性检测半年ab- 轴承传

7、感器测点确定，对轴承振动信息从轴向和径向进行采集；- 安装轴电流（轴电压、局部放电）监测设备。根据振动信息进行分析并提供分析报告；根据轴承电气特性测试数据进行评估，并提供分析报告。离线加速度振动测量设备；轴承电气特性监测设备2主轴承温度、湿度检测在线监测b- 测量轴承及周边结构温度，检查运行过程中的长期温度趋势。- 分别在轴承空腔内和机舱内安装湿度仪，实时采集湿度信息。分析轴承温度信息，并提供分析报告；通过对比湿度差异，分析密封系统的稳定性，并提供分析报告。包含温湿度传感器的状态监测系统3主轴承油脂检测一年ab检查是否有油脂泄露，油脂颜色，提取轴承内部的油脂。对存在颗粒物的油脂应进行清洗，并填

8、充新的油脂。检测油脂中水分，颗粒物以及老化状态，并提供分析报告。油脂采集、清洗设备4主轴承密封检测半年a检测密封磨损（脱落、断裂、磨损染色油脂）情况，每5年至少更换一次。评估密封的运行状况，并提供分析报告。无5主轴承锁紧螺母检测半年a用塞尺确认锁紧螺母和密封圈轴向间隙。根据检测情况提供分析结果。塞尺表 B.1 （续）序号检验项目频次/重要性检验要求推荐设备现场检验要求检验报告6主轴承内窥镜检测两年b确认是否具备测量条件，打开端盖， 对轴承滚动体和套圈滚道进行检查。根据内窥镜照片判断轴承的运行状况，并提供分析报告。内窥镜7声源定位检测两年b通过麦克风阵列设备锁定声源位置。分析确认声源的位置，并提

9、供分析报告。麦克风阵列8传感器阵列检测两年b通过布置传感器阵列形式对轴承整圈的振动信息进行采集。根据轴承整圈的振动信息分析出最大振动的区域，并提供分析报告。振动传感器阵列9主齿轮箱轴承状态检查和评估/内窥镜检查半年b主齿轮箱内轴承进行内窥镜检查。根据内窥镜检查的轴承状态，并提供分析报告。内窥镜10主齿轮箱轴承振动数据采集及分析在线监测b采集主齿轮箱振动数据；初步的数据分析及诊断。振动数据分析，评估轴承状态，出具专业的振动分析报告。包含振动测量设备的状态监测系统11主齿轮箱润滑油状态评估半年b检查主齿轮箱润滑油油位状态；检查主齿轮箱透气帽内干燥剂状态，维护周期等；检查油品更换记录，是否有漏油记录

10、等；检查强制润滑系统的润滑油过滤网更换情况；检查有监测的主齿轮箱轴承的温度记录，是否有高温报警情况；检查与主齿轮箱轴承润滑相关的维修或更换记录。根据相关检查情况，提供分析报告。无一年b润滑油取样。对油样进行分析，并出具分析报告化学分析设备，如：红外光谱仪等表 B.1 （续）序号检验项目频次/重要性检验要求推荐设备现场检验要求检验报告12集中润滑系统运行检查半年b-手动运行集中润滑系统，检查系统的运行状态。若发生运行故障，及时查找原因并进行维修或更换。-查看集中润滑系统的润滑泵单元、分配器以及连接管路有无泄漏或损坏，尤其要注意管线套管磨损情况。保证润滑泵的接线状况良好，泵、分配器间的管路连接牢靠

11、。如发现泄漏或损坏应立即维修或更换相应部件。-风机定期维护时，补充润滑泵润滑脂至上限。无为避免补充润滑脂时，润滑泵油箱内混入空气或杂质，应采用电动加油机通过润滑泵的加油口补充润滑脂。a 抽检比例应不低于20%，如有异常则抽检比例应不低于30%。b 有异常报警应立即检查。CC附录C （规范性）基于轴承状态评估结果的备件计划基于轴承状态评估结果的备件计划可参考表C.1。表C.1 基于轴承状态评估结果的备件计划类别多物理量的状态监测系统（带传感器的智能轴承 + 风机带状态监测系统）常规状态监测系统（无传感器轴承 + 风机带状态监测系统）无状态监测系统（无传感器轴承 + 风机无状态监测系统）通用要求对

12、于安装了带传感器的智能轴承，并且带状态监测系统的风力发电机组，可基于轴承的历史运行情况及实时监测轴承运行状态，故障识别及诊断，自动分析判断轴承的预期使用寿命，实现智能化运行和维护，最大化的减少备品备件库存。对于无传感器轴承，但带状态监测系统的风力发电机组，可实时监测轴承运行状态，故障识别及诊断，定期维护等，初步判断主传动链轴承是否存在异常，通常发现时轴承已经有异常，处于失效早期或中期阶段。对于无传感器轴承，也无状态监测系统的风力发电机组，只能通过定期维护，来发现主传动链轴承是否有异常，通常发现时轴承已处于比较严重失效阶段。轴承运行状态监测实时在线监测的轴承振动、温度、转速、载荷、过电流等，结合

13、定期维护项目的检查情况。实时在线监测的轴承振动、温度、转速等，结合定期维护项目的检查情况。离线振动分析，离线温度测量，内窥镜观察情况。密封实时在线监测的轴承内部和外部之间的湿度差等。定期维护检查情况。定期维护检查情况。润滑剂实时在线监测油和油脂状态。抽样送实验室分析：老化、水分、颗粒物、化学成分、滴点、油皂比、油的清洁度。加装废旧润滑脂主动收集系统，以便废旧润滑脂及时清除，使新润滑脂顺利注入轴承内腔。a润滑系统a不能根据润滑建议正常注脂的情况，需要更换。轴承备件计划根据轴承运行状态监测结果，当轴承故障达到附录A的第一阶段状态，同时伴有润滑剂监测异常、抽样检出夹杂金属颗粒、温度监测异常的一种或多种情况，应考虑采购轴承备件。根据轴承运行状态监测结果，当轴承故障达到附录A的第二阶段状态，同时伴有润滑剂监测异常、抽样检出夹杂金属颗粒、温度监测异常的一种或多种情况，应考虑采购轴承备件。根据定期维护检查结果，当轴承故障达到附录A的第三或第四阶段状态，同时伴有润滑剂监测异常、抽样检出夹杂金属颗粒、温度监测异常的一种或多种情况，应采购轴承备件并尽快更换。a 仅适用于安装自动润滑系统或废旧润滑脂主动收集系统的风力发电机组。