张国恩

摘要：作为一种无污染的可再生能源，风力发电近几年得到了全世界的大力研究和推广。风机齿轮箱，作为风机设备中的最重要的大部件，其质量情况直接影响着风机的安全运行和发电效率，一直以来，齿轮箱由于其内部结构复杂、空间狭小，检测难度大等，一直困扰着风电检测人员，近来可以检测齿轮箱内部质量情况的内窥镜检测效果逐渐引起风电运营机构的认可。因此，对于风力发电机齿轮箱内部内窥镜的检测情况进行研究具有非常重要的意义。

关键词：风力发电机;齿轮箱;内窥镜检测

内窥镜是一种多学科通用的检测工具，是利用其柔性导线及其可视视频摄像头，对容器、管道、不可拆卸设备的内部、狭小空间的内表面等特殊环境下人视力无法观察到的区域进行质量控制的目视检测方法。特点是对不能直视的部件隐蔽部位，在密封的空腔内观察内部的结构和状态，实现远距离的观察和操作。所以特别适用于风力发电设备齿轮箱在不拆解箱体的情况下，对齿轮箱内部质量情况进行检测。

风力发电机内窥镜检测，一般使用GE、OLYMPUS等品牌工业内窥镜设备，探头直径一般以6mm、4mm、3mm居多，镜头可实现360度全方位观察，插入管为柔性导向线，最外层为钨钢编织管保护，内窥镜设备可以实现图像存储、视频存储、图像管理、缺陷尺寸测量记录等功能，便于后期对缺陷的研究分析。

一，风机齿轮箱内窥镜检测安全防护准备工作：

根据风机齿轮箱检验工作的特殊性，我们需要做如下

1：操作人员必须经过风机安全作业培训，取得必要的风机作业操作资质证书。

2：攀爬风机必须的且处于正常使用状态的安全用品：安全帽、五点式安全带，止跌扣等。

3：准备必须的作业使用工具，如打开齿轮箱观察盖的棘轮扳手、内六方扳手等工具。

4：防护面具，防护眼镜，防护手套等防护用品。

二，风机齿轮箱内窥镜检测准备工作

1：准备工作第一步：打开风机齿轮箱的几个观察口盖板：一般来说，风机齿轮箱一共有3-4个左右的观察口，有的则更多，具体的位置应该参照齿轮箱制作图纸。

2：准备工作第二步：等待一段时间，散发齿轮箱中齿轮箱油蒸汽，因为齿轮箱油是有毒有腐蚀，所以我们在检查过程中需要防毒面具、防护眼镜和防护手套等防护用品。蒸汽散发时间一般不小于1个小时，尤其是夏天，到从观察口看不到明显的油蒸汽为止。

3：准备工作第三步：锁死风机轮毂叶轮机械锁，拍下急停按钮并进行刹车操作，防止齿轮箱内齿轮在观察过程中转动。并在控制开关按钮附近悬挂停机维护的标识牌，防止他人误操作。

三，风机齿轮箱内窥镜检测部位：

齿轮检查

检查各齿轮齿面啮合松紧程度、齿面光洁度、清洁度，有无接触压力过大或润滑油不充分导致的断齿现象;检查齿面疲劳损伤程度、有无滚道的疲劳开裂，有无接触斑点、干磨、过度磨损以及锈蚀、微点蚀、气蚀等情况;检查各级齿轮和箱体的安全裕度。

轴及轴承检查

检查高速轴、高速中间轴、低速中间轴、行星轮轴、低速轴在过盈配合间隙及运行过程中产生的内部游隙变化;检查轴系中有无保持架烧伤;检查轴系由于附加载荷而发生的轴线的变化、过度位移或非正常运转带来的磨损、灼伤、热膨胀等;检查各个轴系及轴承表面清洁度情况;检查轴系、轴承与箱体的配合情况。

键槽、紧固件、等部件检验

检查键槽边缘有无毛刺，刻痕、细沟等任何可以产生应力集中的因素;检查连接件、紧固件有无松动，有无摩擦腐蚀现象。

四，常见内窥镜检查缺陷判定

（1）裂纹。当光束照射被检测物表面，观测到黑色的或则会亮色线条，且在一定的放大倍数下，线条有不规则边缘时，则判定为裂纹，当裂纹较宽时，可探测到探头的测量影响线会发生弯折。

（2）起皮。当光束平行照射时，观察到凸起部分背后有阴影;改变光束照射角度，则观察到表面凸起部分与周围被检测物有明显的界線，判定为为起皮。

（3）凹坑凸起。用光束以一定角度照射时，与周围被检物边界连接，无分界限。离光源近的部分有阴影，离光源远的地方有亮影为凹坑。光束以一定角度照射时，与周围被检物边界连接，无分界限。凸起部分有亮影，且背后阴影部分为凹坑。当凹坑较深或者凸起较高时候，可测量探头的测量线会发生弯曲。

（4）斑点。在光束照射下，观察到与周围被观测物色泽不同的光滑无凹凸表面为斑点。

（5）腐蚀。光束照射下，观察到块状、点状不光滑表面，在一定放大倍数下轻微凹凸不平为腐蚀。

（6）齿面疲劳：齿面疲劳是过大的接触切应力和应力循环次数作用下，轮齿表面或表层下面产生疲劳裂纹，并进一步扩展造成的齿面损坏，其表现为早期点蚀、破坏性点蚀、齿面剥落和表面压碎等。

（8）轮齿断裂：轮齿断裂是由于作用于轮齿上的应力超过极限应力，导致裂纹迅速扩展，常见的原因是突然性的冲击超载，轴承损坏、轴弯曲或较大硬物挤入啮合区域等造成。

（9）轴承损坏：轴承是齿轮箱中最为重要的部件，在运转过程中，轴承套圈与滚珠体表面之间经受交变反复作用，而产生点蚀、裂纹、表面剥落等，使轴承失效。

（10）断轴：断轴是轴在制作过程中没有消除应力产生应力集中的原因，在过载或者交变应力的作用下，超出了材料的疲劳极限所致，容易产生区域为不同轴径的过渡区域或者为键槽、花键等部位。

五，检测过程中的注意事项：

1、有部分齿轮宽度较大，齿轮与齿轮箱壳体之间缝隙较小，使用的内窥镜进入缝隙后由于弯曲半径原因不能进入到轴承表面或者轴承滚子之间进行观察。

2、有部分轴承是密封的，也不能使用内窥镜观察轴承内部。

3、行星轮的观察，由于行星轮架的原因，可能有部分行星轮齿面都不能看到。

4、行星轮的轴承，要根据行星轮架的机构来分，有的能看部分轴承，有的则全部不能看到。

5、太阳轮的观察，一般在行星轮架上有观察孔，可以通过观察孔去观察太阳轮的状态，但是也只能观察一部分太阳轮表面。

6、太阳轮轴承由于在行星轮架的中心，一般也不能通过内窥镜看到。

7、对于齿圈不能转动的风机，齿圈由于是不能转动的，所以不能全部观察到。

8、一般时候刚刚停止运行的齿轮箱温度比较高，建议等齿轮箱温度降低之后在进行检验，如果降温较慢或者其他原因必须进行检验，必须保证内窥镜探头保持在齿轮油的液面以上，不得直接接触高温油液，避免损坏设备。

9、在每次齿轮箱内窥镜检测过程中，务必要保持齿轮箱高速轴和低速轴均处于有效刹车状态，避免由于齿轮转动损坏设备镜头或者导向线。但是因为风机低速轴锁定销与锁定孔之间是有空隙的。风量较大的时候，低速轴即使是锁定状态也会产生轻微转动，传递到齿轮箱内部齿轮转动量就较大了，所以大风天气要特别注意设备保护。

10、在每次打开和盖上齿轮箱观察孔的时候，务必要保证不得将任何东西掉进齿轮箱中，不得在打开的齿轮箱视窗孔上方传递工具等物品，一旦有任何东西（螺栓、工具，哪怕是细小的铁屑等）掉进齿轮箱，对齿轮箱都会产生很大的损伤，造成很大的损失。

结束语：

综上所述，风机齿轮箱作为风机的关键部件，其质量关系到风力发电机组的可靠性、安全性。因此，对风电齿轮箱加强检测与管理是极其必要且十分重要的。另外，随着时代的进步，未来对风电齿轮箱的检测方法还需要进一步的研究，同时还需开发新的检测方式与检测设备，确保齿轮箱的运行质量。