Page 74 - 理化检验-物理分册2023年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202310014

风电偏航驱动行星架开裂原因

燕友增, 孟高强, 曹 奇, 吴 飞, 张 皓

( 明阳智慧能源集团股份公司, 中山 528400 )
摘 要: 某型号风机在运转过程中, 其偏航驱动中的第5级行星架发生开裂。采用宏观观察、 化
学成分分析、 扫描电镜和能谱分析、 力学性能测试、 硬度测试、 金相检验等方法对其断裂原因进行分
析。结果表明: 行星架的冲击吸收能量低, 抗冲击能力差, 在发生被动偏航滑移时, 其承受了较大的
冲击载荷, 在应力最大处产生裂纹, 裂纹在较短时间内快速扩展, 最终导致行星架发生脆性断裂。

关键词: 风力发电机组; 偏航驱动; 行星架; QT700-2球墨铸铁; 开裂

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 10-0058-04

Causesofcrackin g ofwindp ower y awdrive p lanetcarrier

YANYouzen g MENGGao q ian g CAOQ i , WUFei , ZHANGHao
,
,

( Min gYan gSmartEner gyGrou pCo. , Ltd. , Zhon g shan528400 , China )

Abstract : Durin g theo p erationofacertaint yp eoffan , thefifthsta g e p lanetcarrierinits y awdrivecracked.

Thefracturereasonswereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , scannin g

electronmicrosco pyandener gys p ectrum anal y sis , mechanicalp ro p ert ytest , hardnesstestand metallo g ra p hic

examination.Theresultsshowthattheim p actabsor p tionener gyofthep lanetcarrierwaslow , andtheim p act

resistancewas p oor.Whenthe p assive y awsli p occurred , itbearedalar g eim p actload , andcrackswere g enerated

atthemaximumstress.Thecracksex p andedra p idl y inashorttime , whicheventuall y ledtobrittlefractureofthe

p lanetcarrier.

Ke y words : windturbine ; y awdrive ; p lanetar y shelf ; QT700-2nodularcastiron ; crackin g
偏航驱动是风机偏航系统中的重要部件, 而其
中的行星架是安装行星齿轮的零件。风的方向是随 1 理化检验
时间不断变化的, 而风力发电机必须迎着风向才能 1.1 宏观观察
最大效率地利用风能, 因此风电机组的机舱也必须 偏航减速机外观正常, 无漏油现象, 目视检查行
跟随着风向的变化来不断改变方向, 以保证始终处 星架上的裂纹和断裂面, 发现多条裂纹, 并且同一行
于迎风状态。偏航驱动中的第5级行星架材料为球 星架完全开裂位置不止一处, 断口宏观形貌如图 3
所示。裂纹源处于安装行星轮的销轴孔表面, 未见
墨铸铁 QT700-2 , 其一般生产工艺流程为: 熔炼 →
浇注→正回火热处理→机械加工, 偏航系统及偏航 明显加工缺陷。

驱动内部结构如图1所示。 1.2 化学成分分析

某风机运行5个月左右后不能正常偏航, 经拆 从行 星 架 上 取 样,按 照 GB / T20123 — 2016

解检查发现偏航系统第5级行星架开裂损坏( 见图 《 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外
2 ), 笔者采用一系列理化检验方法对该行星架的断 吸收法( 常规方法)》 方法 A , 分析 C 、 S元素的含量,

裂原因进行分析, 以防止该类问题再次发生。 按照 GB / T20125 — 2006 《 低合金钢 多元素的测定
电感耦合等离子体发射光谱法》 分析其他元素的含

量, 结果如表 1 所示, 结果符合 GB / T1348 — 2019
收稿日期: 2023-06-30
《 球墨铸铁件》 的要求。
作者简介: 燕友增( 1983- ), 男, 高级工程师, 主要从事材料热处
理方面工作, y an y ouzen g @163.com
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