Page 70 - 理化检验-物理分册2022年第三期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202203016

某风电机组行星齿轮断齿原因

谢文婷,祁红璋,任蓓蕾,龚 凯,袁象恺

( 通标标准技术服务( 上海) 有限公司,上海 200120 )

摘 要: 某风电机组行星齿轮在运行约 2a后发生断齿。采用化学成分分析、 宏观观察、 断口分
析、 金相检验、 扫描电镜及能谱分析等方法, 分析了该齿轮断齿的原因。结果表明: 该行星齿轮原材
料中存在大量聚集的夹杂物, 在齿轮服役过程中, 夹杂物附近易产生应力集中, 从而在该处萌生裂
纹, 齿轮表面烧伤加速裂纹扩展, 最终导致齿轮发生疲劳断裂。

关键词: 风电机组;齿轮;疲劳断裂;非金属夹杂物

中图分类号: TG115 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 03-0058-05

Causesofbrokenteethof p lanetar yg earofawindturbine

XIE Wentin g Q IHon g zhan g RENBeilei , GONGKai , YUANXian g kai
,
,

( SGS-CSTCStandardsTechnicalServicesCo. , Ltd. , Shan g hai200120 , China )

Abstract : Thep lanetar yg earofawindturbinehadbrokenteethafterabout2y earsofo p eration.Usin g

chemicalcom p ositionanal y sis , macrosco p icobservation , fractureanal y sis , metallo g ra p hicins p ection , scannin g

electronmicrosco p eandener gys p ectrum anal y sis , thereasonsforbrokenteethoftheg earwereanal y zed.The

resultsshowedthattherewerealar g enumberofa gg re g atedinclusionsintheraw materialofthep lanetar yg ear.

Durin g theservicep rocessoftheg ear , stressconcentrationwaseas ytooccurneartheinclusions , sothatcracks

wereinitiatedthere , andthesurfaceburnoftheg earacceleratedthecrackp ro p a g ation , whicheventuall yledto

fati g uefractureoftheg ear.

Ke y words : windturbine ; g ear ; fati g uefracture ; non-metallicinclusion
风电机组齿轮是机组主轴和发电机之间传递动
力的传动 部 件, 是 风 力 发 电 机 组 中 的 重 要 组 成 部
分 [ 1 ] 。受到设计、 制造工艺及运行情况等因素的影
响, 齿轮在服役多年后会出现表层剥落、 点蚀甚至断
齿等现象 [ 2-5 ] 。
图 1 行星齿轮断裂齿和完整齿的宏观形貌
目前, 关于夹杂物引起的应力集中导致齿轮发
生疲劳断齿的报道较多 [ 6-8 ] 。某厂风电机组行星齿 1 理化检验
轮 在 运 行 约 2 a 后 发 生 断 齿,齿 轮 材 料 为

1.1 化学成分分析
18CrNiMo7-6 钢, 齿表面进行了渗碳处理。图 1 为
采用直读光谱仪和 O N H 元素分析仪对行星
行星齿轮断裂齿和完整齿的宏观形貌。
齿轮断裂齿进行化学成分分析, 结果见表 1 。行星
笔者通过化学化成分分析、 宏观 观 察、 断 口 分
齿轮断裂齿的化学成分符合 DIN EN10084-2008
析、 金相检验、 扫描电镜及能谱分析等方法, 确定该
标准中对 18CrNiMo7-6 钢的技术要求。
行星齿轮发生断齿的原因。
1.2 表面回火的浸蚀检验
依据 GB / T17879-1999 《 齿轮磨削后表面回

收稿日期: 2021-03-03
火的浸蚀检验》 标准对行星齿轮完整齿齿面( 工作
作者简介: 谢文婷( 1994- ), 女, 硕士研究生, 主要从事金属失效
面) 进行表面回火的浸蚀检验, 结果见图 2 。 行星齿
分析工作, wentin g xie519@163.com
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