曾江卓，黄桥生，章亚林，李家庆，陈 刚，潘 杨，牟申周

（1.国电长源广水风电有限公司，湖北 武汉 430066；2.国家能源集团科学技术研究院有限公司，湖北 武汉 430066）

0 引言

湖北某新能源公司风电场于2016年9月7日开工建设，2017年12月15日投入使用。近两年，该新能源公司风电场相继发生了几起风机关键金属部件断裂故障，为分析失效原因，避免类似故障的发生，本文对断裂试样进行了全面的解剖分析，并提出了相应的防止措施。

1 齿轮断裂故障

2019 年4 月16 日，机组振动在线监测发现2 号风机齿轮箱振动异常，经检查发现2 号风机中速及小齿轮断齿，齿轮材质为18CrNiMo。为查明轮齿断裂原因，避免同类型事故的再次发生［1-9］，对齿轮断裂进行了失效原因分析。

1.1 宏观检查

齿轮断裂位置为中间轴小齿轮，位置见图1。图2为中间轴断齿宏观形貌照片，断齿长230 mm，断齿块两侧薄，中间最厚。断齿工作面表面完整，可见轻微磨损［10］，仍可见加工痕迹。断齿工作面表面完整，局部轻微磨损，未见腐蚀形貌。整个断齿上无明显的塑性变形，面积较大的断面上可见清晰的贝纹状疲劳弧。整个断齿表面密布疲劳弧线，特别是越靠近断齿两端疲劳弧线越清晰，断口表面也较粗糙，见图3，这种特征与裂纹扩展的应力水平有关，断口为斜断口，断裂方向与齿面夹角约为65°，断口为疲劳断口。

图1 中齿轴位置示意图Fig.1 Transmission chain diagram

图2 齿轮断裂宏观形貌Fig.2 Gear fracture macroscopic morphology

图3 断裂齿宏观形貌Fig.3 Fracture tooth macroscopic morphology

1.2 体式显微镜分析

图4照片为断口裂纹源体式显微镜下照片。体视显微镜下，断面上可见清晰的贝纹状疲劳弧线，断齿断面呈银灰色。……