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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

合作方式: 技术许可
成果类型: 发明专利,实用新型专利
行业领域:
新能源产业
成果介绍

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。

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