安维士百科知识 | 风电齿轮箱的失效形式-折断和点蚀

风电齿轮的失效形式

在风力发电行业中，齿轮传动应用广泛并且极为重要，因此齿轮的损伤和失效倍受关注。风电齿轮失效可分为两大类：轮体失效和轮齿失效。轮体失效一般情况下很少出现，因此齿轮的失效通常是指轮齿失效。所谓轮齿失效是指齿轮在运转过程中由于某些原因导致轮齿在尺寸、形状以及材料性能等方面发生改变而不能正常完成工作。轮齿失效形式主要有折断、点蚀、磨损、胶合及塑性变形。

折断

轮齿折断是轮齿失效最严重的形式，它会导致停机甚至造成严重事故，因此要引起特别注意。

轮齿折断分两种，一种是疲劳折断：齿轮在传递动力时，相当于一根悬臂梁，齿根受到的弯矩应力最大，齿根过渡圆角处具有非常大的应力集中。传递载荷时，轮齿根部所受的弯矩随着啮合点的改变而变化，长时间交变载荷使得齿根应力集中处产生疲劳裂纹，随着载荷重复次数的增加，裂纹不断扩展，最终导致轮齿折断。另一种是过载折断：短时间过载或受到过大的冲击载荷导致轮齿突然折断。

为了提高轮齿的抗折断能力，可以采取以下措施：

1、选择适当的齿宽和模数，保证轮齿强度；

2、采用合适的材料和热处理方法；

3、增大齿根过渡圆角半径，减小齿面粗糙度，对齿根表面进行强化处理。

点蚀

齿轮传递动力时，接触面积较小，因而产生很大的接触应力。传动过程中，接触应力从零增加到最大值又从最大值到零。当接触应力的循环次数超过一定限额后，齿面间便会产生疲劳裂纹。如果润滑油渗入裂缝，在齿轮啮合挤压时因封闭油位急剧升高，促使裂纹扩展，最终导致齿面表层小片金属剥落，形成小坑，称为疲劳点蚀。

点蚀会使轮齿工作面损坏，严重的点蚀甚至会造成传动不平衡和噪声。

降低点蚀的措施：

1、提高齿面硬度；

2、降低齿面粗糙度；

3、选用粘度大的润滑油。