兆瓦级风电齿轮箱高速齿轮断齿失效分析

风电齿轮箱是风机传动链的重要组成部分,其中高速级齿轮工作环境复杂多变,失效破坏易发,极易引发齿轮箱的故障,甚至带来灾难性后果而停机。实时状态监测及故障诊断,对于确保风机正常运行尤为重要。基于振动信号的风机故障诊断研究方法层出不穷,然而现有的方法对具体型号风机不具有普适性。因此,该文对在齿轮失效特征归类总结的基础上,选取高速齿轮断齿时的振动信号,通过小波变换对原信号消噪,有效辨识边频带特征,以反映齿轮失效程度;进而通过频谱变换获得频域特征,以反映齿轮失效的类型。结果表明,断齿发生时,时域上幅值有周期性冲击,周期为转速的倒数。频域上,转频的5倍频均有大幅增加,甚至达到127倍;高转速下啮合频率2倍边频带不对称性更为明显,3倍频幅值增加达4.4倍;断齿失效下会引起该型号风机1 200~1 500 Hz频段的共振现象,研究结果可作为该型号风机断齿失效诊断的基础数据。