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摘要：本文主要讲述了风电齿轮箱行星轮轴承跑圈失效的相关内容，重点对行星轮轴承跑圈造成的后果以及具体的情况开展了分析。风电齿轮箱当中的行星轮轴承发生跑圈的情况，会对齿轮箱的正常运转产生影响。通过对上述内容分析以及讨论，以期将风电齿轮箱当中行星轮轴承跑圈的情况避免，保证其正常运行。
关键词：风电齿轮箱;行星轮轴承;使用寿命
1 风电齿轮箱行星轮风电齿轮箱跑圈情况
当前，双馈型齿轮箱是市场当中主要的风电齿轮箱，其既可以是两级平行级加一级行星级结构，也可以是一级平行级加两级行星级结构。在行星轮当中，一个最重要的零件就是行星轮轴承，如果行星轮轴承比较可靠，那么整个齿轮箱就可以保持稳定。有很多的案例都是在研究齿轮故障，已经解决了很多的问题，但是只有很少的案例是针对行星轮轴承来讨论的。在二零一五年的时候，在風电机组运行过程中，逐渐暴露出了齿轮箱轴承跑圈问题。轴承跑圈一般是指轴承的外圈和轴承的轴承座或者轴和轴承的内圈间出现了不同幅度的相对位移。在齿轮箱运行阶段，如果行星齿轮轴承出现跑圈的现象，会对变速箱造成一定的损害，如果情况不是很严重的话，就会对轴承的使用寿命产生影响，但是如果情况比较严重的话，那么就会对整个齿轮箱的正常运转产生影响。根据相关的统计可以了解，在十万台中国的装机运转机组当中，有百分之十以上都会发生跑圈故障问题，其既可以在双馈电机型机组中出现，而且也有可能在对主传动系统轴承使用比较少的直驱机组当中发生。在国外的厂商当中也会有轴承跑圈的问题存在。轴承跑圈问题会带来较多的损失，将电机组的运行维修成本提高。在将风电齿轮箱拆解后，能够全面了解和掌握一级行星传动机构失效的诱发因素，行星轮轴承外圈对行星轮发生轴向移动，行星轮轴承在一级行星架当中将一个环槽磨出，在将其割开之后，对槽开展检测工作，槽宽约为十四毫米，槽深约为七十五毫米，其具体情况如表1所示：
2 风电齿轮箱行星轮轴承跑圈分析
2.1 宏观分析
行星轮的轴承外圈位置发生了转移，可以从拆除的轴承外圈看出来圆柱段和轴承外圈的滚珠挡边产生了断裂的情况，这样就无法定位轴承的外圈。在挡边的圆角处，裂纹的源头一般会在断口位置具有比较明显的疲劳扩展区，同时在行星轮轴承内外壁会出现不同程度的磨损现象，在外壁会出现明显的轴向滑动痕迹，在内壁滚珠也会出现比较明显的轴向窜动痕迹。从结构方面进行研究发现，诱发行星轮轴承失效的原因如下：（1）行星轮轴承外圈挡边所产生的疲劳强度无法对这种多重疲劳的作用承受，因为在挡边当中的最大受力区域比较薄，外圈挡边和圆柱体间过渡圆角比较小，从而出现应力集中现象。（2）在两个轴承内圈间未按照要求安装隔套，并且在对行星轮销轴进行安装的时候，可能会导致右边的轴承内圈向左边移动的情况发生，所以无法保证轴承轴向的游隙，进而出现无轴向游隙工作，诱发轴承对附加的轴向力承受。在工作的过程当中，一旦受热，可能会导致轴承具有更加恶劣的受力情况。（3）和行星轮轴承的润滑油孔数量与润滑油孔尺寸相结合，如果润滑油量达到每分钟三十升的时候，润滑油的值和计算的值大致相同。润滑油量比较大时，将会加快轴承外圈冷却，这样就会在行星轮和轴承外圈间产生比较大的温差，大大降低了轴承内孔和外圈间的过盈量，将轴承外圈打滑的现象加剧。
2.2 微观分析
通过使用断口扫描电镜分析以及化学成分分析等方法分析轴承外圈失效的地方，对行星轮轴承失效的原因从微观的方面分析。断口呈现的是比较规则的弧形面，在这当中会产生比较明显的疲劳弧线特征，而且在局部呈现出比较典型的放射棱线，其属于疲劳开裂比较明显的特征。在对放射棱线的收敛方向进行分析发现，裂纹一般是从挡边凹槽处开始。可以从扫描电镜分析当中得出，断口最后的断裂区具有比较粗糙的表面，有撕裂棱线存在，其具体情况如表2所示。
3 总结
综上，通过研究风电齿轮箱行星轮轴承的相关内容，并分析轴承外圈的宏观结构以及微观结构，可以将行星轮轴承失效的原因找到。但是这种行星轮系统当中出现结构偏载的现象没有办法避免，所以在对其设计的过程当中，需要对无外圈轴承结构以及柔性销轴结构设计，减少这些情况的发生，保证行星轮轴承运行的稳定性。
参考文献：
[1] 邹俊伟，周志欣，曹科名等.风电齿轮箱行星轮组件轴向游隙偏大原因分析[J].机械设计与制造，2017（01）.
[2] 曾雨田，李金库，胡云波等.风电齿轮箱行星轮轴承跑圈失效分析[J].机械工程师，2019（04）.
（作者单位：南京高速齿轮制造有限公司）
关键词：风电齿轮箱;行星轮轴承;使用寿命
1 风电齿轮箱行星轮风电齿轮箱跑圈情况
当前，双馈型齿轮箱是市场当中主要的风电齿轮箱，其既可以是两级平行级加一级行星级结构，也可以是一级平行级加两级行星级结构。在行星轮当中，一个最重要的零件就是行星轮轴承，如果行星轮轴承比较可靠，那么整个齿轮箱就可以保持稳定。有很多的案例都是在研究齿轮故障，已经解决了很多的问题，但是只有很少的案例是针对行星轮轴承来讨论的。在二零一五年的时候，在風电机组运行过程中，逐渐暴露出了齿轮箱轴承跑圈问题。轴承跑圈一般是指轴承的外圈和轴承的轴承座或者轴和轴承的内圈间出现了不同幅度的相对位移。在齿轮箱运行阶段，如果行星齿轮轴承出现跑圈的现象，会对变速箱造成一定的损害，如果情况不是很严重的话，就会对轴承的使用寿命产生影响，但是如果情况比较严重的话，那么就会对整个齿轮箱的正常运转产生影响。根据相关的统计可以了解，在十万台中国的装机运转机组当中，有百分之十以上都会发生跑圈故障问题，其既可以在双馈电机型机组中出现，而且也有可能在对主传动系统轴承使用比较少的直驱机组当中发生。在国外的厂商当中也会有轴承跑圈的问题存在。轴承跑圈问题会带来较多的损失，将电机组的运行维修成本提高。在将风电齿轮箱拆解后，能够全面了解和掌握一级行星传动机构失效的诱发因素，行星轮轴承外圈对行星轮发生轴向移动，行星轮轴承在一级行星架当中将一个环槽磨出，在将其割开之后，对槽开展检测工作，槽宽约为十四毫米，槽深约为七十五毫米，其具体情况如表1所示：
2 风电齿轮箱行星轮轴承跑圈分析
2.1 宏观分析
行星轮的轴承外圈位置发生了转移，可以从拆除的轴承外圈看出来圆柱段和轴承外圈的滚珠挡边产生了断裂的情况，这样就无法定位轴承的外圈。在挡边的圆角处，裂纹的源头一般会在断口位置具有比较明显的疲劳扩展区，同时在行星轮轴承内外壁会出现不同程度的磨损现象，在外壁会出现明显的轴向滑动痕迹，在内壁滚珠也会出现比较明显的轴向窜动痕迹。从结构方面进行研究发现，诱发行星轮轴承失效的原因如下：（1）行星轮轴承外圈挡边所产生的疲劳强度无法对这种多重疲劳的作用承受，因为在挡边当中的最大受力区域比较薄，外圈挡边和圆柱体间过渡圆角比较小，从而出现应力集中现象。（2）在两个轴承内圈间未按照要求安装隔套，并且在对行星轮销轴进行安装的时候，可能会导致右边的轴承内圈向左边移动的情况发生，所以无法保证轴承轴向的游隙，进而出现无轴向游隙工作，诱发轴承对附加的轴向力承受。在工作的过程当中，一旦受热，可能会导致轴承具有更加恶劣的受力情况。（3）和行星轮轴承的润滑油孔数量与润滑油孔尺寸相结合，如果润滑油量达到每分钟三十升的时候，润滑油的值和计算的值大致相同。润滑油量比较大时，将会加快轴承外圈冷却，这样就会在行星轮和轴承外圈间产生比较大的温差，大大降低了轴承内孔和外圈间的过盈量，将轴承外圈打滑的现象加剧。
2.2 微观分析
通过使用断口扫描电镜分析以及化学成分分析等方法分析轴承外圈失效的地方，对行星轮轴承失效的原因从微观的方面分析。断口呈现的是比较规则的弧形面，在这当中会产生比较明显的疲劳弧线特征，而且在局部呈现出比较典型的放射棱线，其属于疲劳开裂比较明显的特征。在对放射棱线的收敛方向进行分析发现，裂纹一般是从挡边凹槽处开始。可以从扫描电镜分析当中得出，断口最后的断裂区具有比较粗糙的表面，有撕裂棱线存在，其具体情况如表2所示。
3 总结
综上，通过研究风电齿轮箱行星轮轴承的相关内容，并分析轴承外圈的宏观结构以及微观结构，可以将行星轮轴承失效的原因找到。但是这种行星轮系统当中出现结构偏载的现象没有办法避免，所以在对其设计的过程当中，需要对无外圈轴承结构以及柔性销轴结构设计，减少这些情况的发生，保证行星轮轴承运行的稳定性。
参考文献：
[1] 邹俊伟，周志欣，曹科名等.风电齿轮箱行星轮组件轴向游隙偏大原因分析[J].机械设计与制造，2017（01）.
[2] 曾雨田，李金库，胡云波等.风电齿轮箱行星轮轴承跑圈失效分析[J].机械工程师，2019（04）.
（作者单位：南京高速齿轮制造有限公司）