齿轮箱密封结构改造
发布时间: 2021-12-02
来源: 科技服务团
基本信息
风电场1.5MW 齿轮箱高速轴,无论是南高齿、重齿、大重齿轮箱均普
遍存在甩油现象,对现场风机进行检查,均发现齿轮箱高速轴端盖有不同
程度的渗漏油现象,具体状态如所示:
一、现场齿轮箱甩油状态:
二:渗漏油的危害:
第一,油液的泄漏,造成用油量的增加。油液渗漏后,齿轮箱油位低,
需要及时加注油液,这样就极大的添加了润滑油成本。
第二,泄漏的油液、油脂散落于机舱底面,甚至是塔筒内侧以及爬梯
上,极大的增加了机组维护人员的滑倒和坠落风险,危及人身安全。
第三,清理漏油工作量大,工作环境差,增加人力用工成本。
第四,油液泄漏过多,会从机舱底部流动至并沾满整个塔筒外侧上部,
不仅仅影响美观,长此以往这些油液会对塔筒寿命造成不利影响,并且清
洗塔筒维护费用也相对增加。
第五,泄漏的油液附着在设备上,增大了电气漏电的安全隐患,以及
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传感器的误报。泄漏的油液、油污对设备的覆盖不利于热量的散发,容易
造成设备局部温度过高,甚至有可能引发机舱失火,并最终导致风机烧毁
事件的发生。
三、渗漏油解决方案:
我国风力发电经过10 年的高速发展,当时由于受到生产、设计的限
制高速轴密封没有完全很好的解决,现在很多齿轮箱高速轴漏油非常严
重。以下技术方案针对该齿轮箱高速轴泄漏问题,以密封不泄漏为前提,
在尽可能不改动原有设备的基础上,提出具有可行性的全新的密封在线改
造结构设计方案。
1、原密封结构设计
(图一)简单迷宫结构密封(图二)V 形圈结构密封
如上图所示,高速轴端目前使用迷宫密封和V 形圈密封。此两种结构
的密封很容易泄漏。而且是初次整体安装结构,不易用于在线更换,如果
要在线技术改造更换,产品必须是剖分式,普通径向密封(或者端面密封)
用于在线更换时很难做到剖分处精准对接,而且在轴向无固定设备的情况
下,会对径向密封效果造成一定的影响。高速轴端设备部件为剖分式,因
此在设计在线改造方案时可充分考虑并借用这一特点。
进行渗漏油处理时,简单更换V 形密封圈,此解决办法可暂时缓解渗
油问题,但齿轮箱长时间运行后,V 形密封圈出现磨损,渗漏油问题再次
发生,这样就再次增加的维护成本,因此在线更改方案相比较能彻底更好
的在根本上解决齿轮箱高速轴渗漏油问题。
2、高速轴端密封改造方案
2.1 结构设计
根据现场工况、使用环境和密封要求,选用我司专利产品“CT-BT
型剖分式梳齿迷宫密封”。该密封结构包括静环、动环和锁环,以及必须
的连接螺栓等,其中动环套于轴上且随轴旋转,动环与轴接触面依靠动环
密封圈(O 形圈)提供过盈实现密封。静环固定于设备端盖,静环与设备
端盖之间依靠静环孔用密封圈(O 形圈)实现密封。静环轴用密封圈固定
在静环沟槽内,与轴接触,起到调节静环与轴的同心作用。动环与静环内
部的双F 型多重梳齿结构形成二个通道——污物通道、润滑介质隔离通道
以及润滑介质通道——既能够防止密封腔中的润滑介质泄漏,同时又可以
阻止外界的污染物进入密封腔。其工作原理是,固定在旋转轴上的动环随
轴转动,静环相对静止不动,因此两密封环相对旋转,润滑介质通道中的
润滑介质、污物通道中的污物在离心力作用下不会通过中间的隔离通道,
从而起到双向密封作用。润滑油介质通过双F 形通道又回到密封腔体,这
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样润滑油就不会泄漏到密封腔体外面。迷宫密封有二种结构形式,一种
是A 整体结构形式;一种是B 剖分式系统结构,动环、静环、法兰等所有
部件均采取剖分式。动环相对旋转轴静止,静环相对设备端面静止,巧妙
的利用现有设备固定密封系统。该密封系统适用于增速器(减速机)等具
有单独润滑系统的结构。由于没有相关部位详细尺寸,因此本方案中所提
供的图纸为示意图,仅为展示方案。出具具体、详细的方案需要所有相关
部位结构尺寸。
2.2 材料选型
双剖分非接触式径向密封动环、静环可根据现场工况需要采用T 铜或者铝
合金等材料生产加工。
3、安装实例及效果
内蒙国电电力、陕西新能源,河北新能源等多家公司均按此方案进行了批
量技改,改造一年后,再次检查风机高速轴位置,高速轴端盖下端无明显
油迹,治理效果均非常好。
四、方案优点
1、不改变原始端盖,不需要拆卸联轴器、不需要对中。
2、增加二次回油保证油液再次全部回到齿轮箱。
3、安装迅速方便,不影响现场发电。