风力发电机组偏航减速器小齿轮断裂分析应用

风力发电机组地处环境比较恶劣的地区，所受载荷比较复杂，而且冬季温度低于-30℃，风速经常超过20m/s，风向变化较频繁。风机的偏航系统主要起到对风作用，它与风力发电机组的测风系统和控制系统相互配合，使叶轮始终处于迎风状态，来保证风力发电机组能够获得风能。由于各种复杂的原因及载荷使得偏航系统更容易失效。某风场于2007年初并网运行，在2009年初开始发现偏航减速器小齿轮有断裂现象，损坏比例大概为10%，超过了损坏的正常值。　　

偏航系统的构成和原理　

　机组偏航系统中主要包括：偏航电机、偏航减速器(包含偏航小齿轮)、偏航轴承(包含偏航大齿轮)、偏航制动器及相关的其它部件机组采用主动偏航对风方式，安装在风机上的风向标及时准确的测出风向，然后传输给风机的偏航控制系统，控制系统根据风向标信号启动偏航电机，偏航电机驱动偏航减速器，无锡塑胶齿轮，偏航减速器小齿轮驱动偏航轴承外圈大齿轮，使风机对风。偏航系统中偏航制动器为液压钳式制动器，当机组迎风运行时，液压系统提供一定的压力，保证机组平稳运行;当风向发生变化需要偏航时，液压系保持一定余压，偏航制动器提供必要的制动力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷，可使机组平稳偏航。　　

偏航小齿轮断裂分析　　材料分析　　偏航小齿材料为42CrMo，直径为235mm，齿面设计硬度HRC50～HRC60，芯部硬度HRC30～HR***0，偏航小齿为锻造、表面渗氮处理。针对断裂的偏航小齿轮选取了2件进行材料分析，编号为星号1，星号2　　宏观分析。小齿起裂位置位于齿根部，断裂部位均位于齿的上半部分。断口断面平整，定做塑胶齿轮，有金属光泽，所有断裂件形貌相似。

（3）提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙。

塑料齿轮行业颁布国内标准

然而一直以来，在塑料齿轮发展应用日益壮大的今天，我国却没有塑料齿轮标准，特别是缺失基本的塑料齿轮精度标准，这严重制约着我国塑料齿轮行业的发展。目前塑料齿轮与发达***制造水平还存在一定差距，从而造成我国仍需从国外进口大量塑料齿轮的被动局面。想要突破这一困境，就需要从齿轮产品设计、塑性材料研发、注塑模具设计制造、新型注塑设备与新的注塑工艺研究和齿轮检测与实验等多方面着手研究，而这些问题的解决都离不开标准化体系的建立。但由于设计要求、制造方法、应用场所等方面塑料齿轮与金属齿轮的差异较大，因而塑料齿轮自身精度标准的制订存在相当的复杂性，成为中国齿轮行业亟待解决的问题。

推动行业整体发展

注塑成型塑料齿轮精度标准为产品的计量检测和等级判定提供标准依据，有利于保证产品的质量和可靠性，从而引导产品有序竞争、健康发展，并推动持续创新和行业技术进步。既可规范企业的生产行为，建立良性市场秩序，助推产业技术进步，又能为企业拓宽采购渠道、减少对外依赖、提高工作时效、大幅降低采购和维修成本。

本标准在制定过程中，深入研究了ISO1328标准以及日本、美国、德国的相关标准，塑胶齿轮供应商，综合考虑国内的产业情况，确定本标准中的内容，保证了本标准的***性。***齿轮标准化技术秘书长王志刚说，该标准的制定相当不易，从2015年立项到今天完成，历尽坎坷，这是中国塑料齿轮行业的一个集大成的总结。他希望小模数塑齿领域有更多创新，下一步期待在塑齿强度与寿命试验的标准化方面有所突破。