Page 81 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl240134

风电齿轮箱齿轮损伤原因

孟高强，燕友增，曹 奇，李瑞君
（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，其增速齿轮箱中的三级行星轮发生严重剥落现象。采用宏观
观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析、精度检测、使用维护分析等方法分析了
行星轮剥落的原因。结果表明：三级行星轮的齿面硬度、内氧化深度、马氏体级别、残留奥氏体级别
等指标均不符合设计要求，热处理质量差，降低了齿面接触强度，缩短了齿轮的使用寿命，最终导致
三级行星轮齿面发生剥落现象。
关键词： 三级行星轮；剥落；齿面硬度；内氧化深度；显微组织
中图分类号：TB31；TG166.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)09-0065-04
Reasons for gear damage in wind turbine gearbox

MENG Gaoqiang, YAN Youzeng, CAO Qi, LI Ruijun

(Ming Yang Smart Energy Group Co., Ltd., Zhongshan 528400, China)

Abstract: During the operation of a certain type of fan, the third stage planetary gear in its speed increasing
gearbox experienced severe peeling. The reasons for planetary gear peeling were analyzed by macroscopic
observation, chemical composition analysis, metallographic examination, hardness testing, scanning electron
microscopy analysis, precision testing, and maintenance analysis. The results show that the tooth surface hardness,
internal oxidation depth, martensite level, residual austenite level and other indicators of the third stage planetary
gear did not meet the design requirements. The poor heat treatment quality reduced the tooth surface contact
strength, shortened the service life of the gear, and ultimately led to the peeling phenomenon of the third stage
planetary gear tooth surface.
Keywords: third stage planetary gear; peeling off; tooth surface hardness; depth of internal oxidation; microstructure

增速齿轮箱作为风机系统中传动链的重要部
件，起到动力传输的作用，通过增速齿轮箱使叶片的
转速增大，使其转速达到发电机的额定转速，从而使

发电机正常发电。行星齿轮是齿轮箱的核心部件，
其与齿圈和太阳轮的轮齿啮合传动，将齿圈输入过
来的载荷传递给太阳轮。行星齿轮在使用过程中容
易发生点蚀、剥落、断齿等损伤。行星轮的材料为
18CrNiMo7-6钢，一般生产工艺流程为：炼钢→锻造 图 1 齿轮箱的内部结构示意
[1]
→锻后正回火→粗加工→渗碳淬火→精加工 ，齿
异常，对其进行登机内窥镜检查及下架拆解检查，发
轮箱的内部结构如图1所示。某型号齿轮箱属于三
现三级行星轮齿面存在剥落损伤。经校核计算，齿
级行星结构，在运转了约8个月后，经振动检测发现
面接触、齿根弯曲疲劳强度和极限强度安全系数及
收稿日期：2024-05-14 胶合安全系数均满足技术要求。笔者采用一系列理
作者简介：孟高强（1984-） ，男，本科，高级工程师，主要从事风
化检验方法对该行星轮剥落的原因进行分析，以避
力发电机传动系统设计的研究工作
通信作者：燕友增，yanyouzeng@163.com 免该类问题再次发生。
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