第二节 轮毂故障的排除

叶轮内部噪音主要来自叶轮内部的运转部件。叶轮内部的运转部件主要有变桨轴承、变桨减速器和滑环。

一、变桨小齿轮与变桨承轴内齿圈啮合间隙的调整方法

调整变桨小齿轮与变桨轴承内齿圈的啮合间隙的方法为：找到变桨轴承齿顶圆的最大处，并做标记，在该处测量齿侧间隙。具体步骤如下所示。

（1）将两根铅丝在变桨减速器齿轮齿长方向对称放置，这两根铅丝到齿端面的距离为20～30mm。

（2）手动变桨，驱动变桨减速器小齿碾压铅丝。

（3）用游标卡尺测量这两根铅丝的双面厚度（即为齿侧双面间隙）见图1-1。若两根铅丝的测量值均为0.2～0.5mm，则为“合格”。若测量值不在正常范围内，则需要调整并做好记录。

（4）驱动绕驱动安装支座转动几个螺孔，向叶片看，逆时针间隙增大，顺时针间隙减小，保证啮合间隙为0.2～0.5mm。需要反复调整，直到间隙合格为止。

二、减速箱小齿轮、变桨轴承内齿表面点蚀、塑性变形和腐蚀等缺陷的处理方法

在减速箱小齿轮、变桨轴承内齿表面点蚀、塑性变形和腐蚀等缺陷进行处理时，需要用到的耗材及工具有手电、砂纸、油石、尼龙布和研磨机。

（一）齿表面损伤（压痕、擦伤、锈、变色等）修复

（1）典型损伤现象主要有齿面锈迹、齿面轻度擦伤和齿面压痕，见图1-2。

（2）处理步骤。用油石将损伤表面打磨平滑。对于锈迹严重的损伤表面，可首先使用粗砂纸进行初步除锈，然后改用油石打磨。用砂纸打磨，使损伤表面与未损伤表面圆滑过渡。使用砂纸由粗（#100）到细（#300）进行打磨。这样做虽然不能完全去除表面损伤，但会尽可能将表面粗糙度细化。

（二）齿表面剥落的修复

当减速器小齿轮或变桨轴承内齿出现齿面剥落，且剥落不影响产品性能时，应对齿面剥落损伤进行修复，以避免剥落进一步发展而使产品失效。处理原则是使表面玻璃边角部圆滑过渡。处理步骤如下。

（1）用研磨机粗磨齿面剥离区。研磨时由中心区逐渐扩大研磨，逐步过渡到非剥落区。最终，研磨的剥落区与过渡区面积之和约为剥落面积的1.5倍。

图1-2 典型损伤现象

（2）用砂纸打磨，使损伤表面与未损伤表面圆滑过渡，使用砂纸由粗（#100）到细（#300）进行打磨。

（3）用油石打磨，使边角圆滑过渡。

三、变桨轴承密封条类型及更换方法

更换变桨轴承密封圈需要的备件和工具分别见表1-4、表1-5。

（一）变桨轴承更换密封圈步骤

1．变桨轴承内密封圈更换

（1）机组打到停机状态，将叶轮锁定至倒“Y”状态，并将需要更换密封圈的变桨轴承对应的叶片锁定到朝上的状态。

（2）三名作业人员进入叶轮后，将所需更换密封圈的变桨轴承对应的叶片锁定。

（3）作业人员进入轮毂内，使用“一字”螺丝刀将朝上叶片的变桨轴承内密封圈拆卸下来，然后使用抹布将变桨轴承里面的油脂清理掉，见图1-3。

注意事项：

为防止螺丝刀损伤变桨轴承的表面，使用大布将螺丝刀与变桨轴承接触的地方垫好。变桨轴承密封槽部位要清理干净并露出金属本色。

（4）安装变桨轴承内密封圈。使用毛刷将密封圈唇部均匀地涂抹变桨轴承润滑脂，见图1-4。将密封圈放置在变桨轴承内圈上后，每隔15cm将密封圈按压至密封槽内，见图1-5、图1-6。安装一圈后选取合适长度，保证密封圈安装完毕后密封圈不会被拉伸或挤压，之后将密封圈多余部分剪掉，切口要平齐并呈45°角，使用专用的胶水粘合好，并按压60s以上，确保粘贴牢固。粘贴密封圈前，须确保切口干净无油脂。若密封圈切口不平齐，可使用砂纸打磨。使用橡皮锤将密封圈敲入密封槽内后，再沿圆周按压密封圈。使用毛刷在变桨轴承密封摩擦面和密封唇口上均匀地涂抹润滑脂。用大布擦拭多余油脂，并拆卸叶片锁定销。

（5）按照上述方法将其他两个变桨轴承在轮毂内的密封圈更换完毕。

注意事项：

（1）图1-4中的密封圈唇部结构仅供参考。现场可根据实际情况将密封圈唇部涂抹润滑脂即可，保证涂抹得均匀，涂抹厚度在2mm左右。

（2）在按压密封圈至密封槽内的过程中，若出现密封圈与叶片法兰干涉的情况，使用螺丝刀按压住密封圈，避免密封圈与叶片法兰干涉而损伤。

（3）在安装密封圈的过程中，须使密封圈的长度在自然状态下刚好与轴承密封结构吻合，严防密封圈起褶皱，严防密封带被拉伸或挤压。

（4）若出现叶片法兰干涉无法将密封圈敲入到密封槽内，可在密封圈即将安装完毕前小角度变桨，将干涉部位避开。

2．变桨轴承外密封圈更换

将叶轮锁定至正“Y”状态，并将需要更换密封圈的变桨轴承对应的叶片锁定到朝下的状态，然后按照上述更换密封圈的方法更换变桨轴承外密封圈。

（二）更换后处理

加脂时，使用油枪通过变桨轴承注脂孔对变桨轴承加脂，直到变桨轴承内的旧油脂从排油孔排出即可停止加脂。清理叶轮内工具，并使用大布将叶轮内油脂擦拭干净后，松开叶轮锁定销，然后启动机组。

注意事项：

（1）为防止接油瓶出脂口堵塞，加脂前需清理接脂瓶排油口，保证出脂口畅通。

（2）加脂规范。变桨轴承上下两列滚道注脂口需各选4个以上均布的注脂口进行均匀加脂，加脂时变桨轴承要求转动，并同时检查变桨轴承密封圈是否有漏脂、鼓包及接口断开等情况。

（3）清理挤出来的油脂，保证机组的清洁度。

四、变桨传动链的检查方法

（一）变桨传动链的介绍

变桨系统的作用一方面是调节机组功率，另一方面是旋转叶轮气动刹车。它有3套独立的变桨驱动机构，即便是在系统掉电后，也可以使叶片变桨到顺桨位置，减少叶轮的出力，保证机组设备的安全。变桨电机采用交流异步电机，变桨速率有变桨电机转速调节（通过变桨变频器改变供电的频率来控制电机转速）。变桨电气结构主体为：充电器—超级电容—变频器—变桨电机，拓扑结构见图1-7。

变桨系统主要由变桨轴承、变桨控制系统、变桨驱动装置及附属设备等组成。变桨轴承用于支撑整个叶轮部分的重量和工作载荷，并且将叶片和轮毂连接起来，实现叶片和轮毂的相对旋转。见图1-8。

（二）变桨系统的检查与维护

1．变桨轴承检查与维护

（1）检查变桨轴承密封圈的密封，除去灰尘及泄漏出的油脂。

（2）检查变桨轴承防腐层，补刷破损的部分。

（3）检查变桨轴承内集油瓶是否装满油，及时清理。

（4）检查变桨轴承是否有异常噪音。

（5）检查变桨轴承与轮毂的连接螺栓。

2．变桨控制系统的检查与维护

变桨控制系统见图1-9，其检查与维护过程如下所示。

（1）检查变桨控制柜支架连接螺栓、限位开关、接近开关及所有附件连接螺栓是否松动。

（2）检查变桨柜外观，表面有无裂纹，防腐层有无破损。如有此类情况，应立即修复。

（3）检查柜门锁是否完好，检查柜门密封性。

（4）检查与变桨柜相连接的电缆是否固定牢固，绝缘层是否有磨损、开裂现象，插头是否固定牢固。如有异常，应立即处理或更换。

（5）检查变桨柜弹性支撑有无裂纹和严重磨损现象。如有此类情况，应立即更换弹性支撑。

（6）变桨功能测试，测试手动变桨与自动变桨功能是否正常，检查旋转编码器、温度传感器等信号是否正常。

（7）检查变桨控制柜体接地电缆与接地极的连接是否牢固，并紧固连接螺栓。

（8）检查限位开关、位置传感器等信号是否正常。如不正常，须进行重新调整。

（9）检查超级电容的顺桨能力。

（三）变桨驱动装置的检查与维护（见图1-10）

1．变桨电机的检查与维护

（1）检查变桨电机表面是否有污物，并清洁电机表面。

（2）检查变桨电机防腐层有无破损、脱落现象。如有此类情况，应进行修补。

（3）检查变桨电机散热风扇及电缆的固定是否牢固，扇叶有无变形并清理灰尘。

（4）检查变桨电机在运行过程中是否产生振动及噪音。如有此类情况，应立即进行检查，找出原因并处理。

（5）检查电机电缆接线及插头是否牢固，打开电机接线盒查看接线柱有无松动现象。如有此类情况，应重新紧固。

（6）检查旋转编码器与变桨电机连接是否牢固。如果松动，应重新紧固。

2．变桨减速器

（1）检查变桨减速器表面防护层有无破损、脱落现象。如有此类情况，应进行修补。

（2）检查变桨减速器表面有无污物。若有此类情况，应将其清理干净。

（3）检查变桨减速器油位，在油窗2/3处，如果不够添加润滑油，需要添加润滑油的变桨减速器的叶片应垂直朝下，应在油温低于40℃时进行。

（4）检查变桨减速器是否漏油。如有此类情况，应进行修复。加油及修复工作完成后，清理干净现场。

（5）检查减速器是否有异常声音。如有异常，找出故障原因并处理。

（6）变桨减速器齿轮油前3年进行采样化验一次，以后每年化验一次。如不合格，则必须更换油品。

（7）检查变桨减速器与变桨电机、减速器与带轮支撑的连接固定螺栓，参照维护检查清单。

（8）减速器输出轴轴承加注润滑脂。

3．驱动轮、涨紧轮及带轮支撑（见图1-11）

（1）检查驱动轮、带轮支撑是否有破损、裂缝和腐蚀。

（2）检查涨紧轮表面有无压痕或损伤。

（3）检查涨紧轮、驱动轮和带轮支撑表面有无油污锈迹，并进行清理。

（4）检查涨紧轮、驱动轮油脂情况，去除多余油脂。

（5）检查轮毂和带轮支撑螺栓，带轮支撑盖板螺栓，参照维护检查清单。

4．齿形带

（1）检查齿形带是否破损或有裂纹，检查齿形带齿有无破损。

（2）检查齿形带涨紧度并对其进行清洁。齿形带频率，长边频率为108 Hz±10。

（3）检查齿形带板座与轴承连接螺栓，齿形带板座与压板连接螺栓。齿形带与压板见图1-12。

（4）检查齿形带在涨紧轮与驱动轮上的偏移情况，偏差不能大于±5mm。

5．变桨锁定装置

检查锁定销是否有裂纹，检查固定螺栓是否松动并紧固螺栓，见图1-13。

注意事项：

在更换齿形带、变桨电机、变桨减速器时，需要使用变桨锁定装置。在风速不超过8 m/s（10 min平均风速）的情况下使用。如果超过此风速时，使用此锁定装置，会对风机产生破坏性影响。

6．变桨小齿轮检查

（1）检查变桨小齿轮与变桨齿圈的啮合间隙，正常啮合间隙0.2～0.5mm。

（2）检查齿轮的锈蚀和磨损情况。

（3）齿面磨损是由于细微裂纹逐步扩展、过大的接触剪应力和应力循环次数作用造成的。仔细检查齿轮的表面情况，如果发现轮齿严重锈蚀或磨损，齿面出现点蚀裂纹等应及时更换或采取补救措施。

7．变桨小齿轮与变桨大齿圈之间润滑

（1）清理旧润滑脂。

（2）将油脂均匀涂抹在每个齿上。

（3）在润滑过程中，应小幅度旋转轴承。

（4）加润滑脂工作完成后，应立即清理干净泄露的润滑脂。

（5）检查回收的废润滑油脂，查看里面是否有过多的杂质或金属颗粒，并以此来判断轴承的磨损情况。

五、变桨控柜

（一）变桨电机、变桨减速器的更换方法

工具清单和耗材清单见表1-6、表1-7。

1．变桨电机、减速器拆卸前的准备工作

机组停机打维护，锁叶轮。在更换变桨电机或减速器时，必须先确认变桨柜（电容柜）的电源已经断开，滑环电源也处于开路状态。拆除变桨柜（电容柜）上变桨电机电源线哈丁头，并将其取出后妥善放置，防止被硬物砸伤。

用变桨锁将变桨盘锁定，见图1-14。叶片指针指到0°位置，拆下变桨锁，用变桨锁上的2个M16×70-8.8螺栓和2个Φ16垫圈将变桨锁安装到变桨盘上。螺栓的紧固力矩值为120N·m。

在更换变桨电机或减速器时，必须先确认变桨柜（电容柜）的电源已经断开，滑环电源也处于开路状态。拆除变桨柜（电容柜）上变桨电机电源线哈丁头，并将其取出后妥善放置，防止被硬物砸伤。

拆除变桨电机后部的旋编，见图1-15。拆除旋编时不需要工具，用手拧旋编圆螺母即可。

2．变桨电机的拆卸

（1）悬挂吊具。将吊带一端与变桨驱动支架或变桨盘连接，另一端与变桨电机吊耳连接并确定吊具连接可靠，见图1-16、图1-17。

（2）拆卸电机。用18mm棘轮扳手分别拆下变桨电机—变桨减速器连接的6颗M12×40-8.8螺栓，见图1-18。

螺栓拆卸完毕后，变桨电机两侧分别各站一人，晃动电机；电机后侧站一人，向外拔电机，使电机和减速器缓慢分离，见图1-19。

注意事项：

在拆电机时，一定要注意晃动幅度不要过大，以免损坏变桨电机的传动轴。

如果电机的电源线是从变桨柜（电容柜）侧拆下，电机侧未拆除，须注意电源线的防护。若电机的电源线是从电机侧拆除，则须将电源线妥善放置，防止对电源线造成损伤。

3．变桨减速器的拆除

变桨减速器拆除前有以下几项准备工作。

（1）拆除冗余旋编固定板。用12mm套筒或是开口扳手拆除冗余旋编固定板上的4个M8×25-8.8螺栓。取下冗余旋编固定板，妥善放置防止损伤冗余旋编及冗余旋编小齿轮，见图1-20。

（2）拆除齿形带。调整变桨驱动齿形轮，使齿形带松弛，见图1-21、图1-22。拆卸一侧齿形带压板，见图1-23。

（3）拆除张紧轮。SSB旋编驱动齿轮的拆卸，见图1-24；拆除张紧轮—减速器连接螺栓，见图1-25；拆除张紧轮，见图1-26。

变桨减速器的拆除过程如下所示。

（1）变桨减速器—调节滑板连接螺栓的拆除，见图1-27。

（2）变桨减速器拆卸，拆卸过程及吊具悬挂位置，见图1-28、图1-29。

4．安装

安装流程，见图1-30。

（二）变桨电机电磁刹车的调整方法

1．检查

为确保设备安全无故障地运行，必须对弹簧加压制动器定期进行检查和维护。如果容易接触到制动器，维修保养就会更容易。因此，在将传动装置装入设备以及在安置设备时，应考虑这点。

制动器的维护保养周期主要取决于制动器工作时的负载。在计算维保周期时，必须考虑所有的磨损原因，常见磨损原因见表1-8。为降低费用，在某些情况下，可按照设备的其他维保工作循环周期进行检查。

由于转子使用后磨损导致的制动器气隙（即衔铁盘在制动器制动时的行程）偏差，因此必须先确认转子厚度是否在允许范围之内。如磨损严重，则必须在更换新转子后再进行气隙调整。

2．检查转子厚度

（1）拆下风机罩。

（2）如果有挡圈，须将其拆下。

（3）用游标卡尺测量转子厚度。对于配有摩擦片的制动器，注意边棱应处于摩擦片的外径上。

（4）把转子厚度测量值与允许的最小转子厚度进行对比。如果转子厚度测量值太小，则必须更换转子总成。

3．检查气隙

（1）用一把塞尺在紧固螺栓附近测量衔铁盘与定子之间的气隙。塞尺插入衔铁盘与定子之间的深度不能超过10mm。

（2）把气隙测量值与允许的气隙值进行对比，如果气隙测量值在额定气隙的公差范围之外，则应重新调整该尺寸。

（3）把气隙调整为额定气隙。

4．调整气隙

（1）松开螺栓，见图1-31。

（2）用一把开口扳手把套筒螺栓进一步旋入定子。用开口扳手拧套筒螺栓（见图1-32），按顺时针方向旋转，则气隙加大；按逆时针方向旋转，则气隙减小。

（3）拧紧螺栓。

（4）用一把塞尺在螺栓附近检查气隙是否在额定气隙公差范围内。如气隙超出额定气隙公差范围，则重复以上步骤。

5．更换转子

（1）松开连接电缆。

（2）均匀地松开螺栓，然后把螺栓全部旋出，见图1-32。

（3）执行该操作步骤时，应注意连接电缆。从电机端面上取下定子总成。

（4）从轴套上拉出转子。

（5）检查轴套的花键。

（6）如果发现有磨损，则更换轴套。

（7）检查电机端面处摩擦面。如果法兰上有明显的沟痕，则更换电机端面处的摩擦面。如果电机端面的沟痕比较深，则必须重新加工摩擦面。

（8）测量新转子的转子厚度，然后用一把游标卡尺测量套筒螺栓的顶头高度。

（9）用以下公式计算定子与衔铁盘之间的距离：距离=转子厚度+额定气隙-顶头高度

（10）均匀地往外旋套筒螺栓，直到定子与衔铁盘的距离等于计算值为止。

（11）安装新转子和衔铁盘总成，然后进行调整。

（12）重新接上连接电缆。

思考题：

1．风机运行时有哪些主要噪音？

2．更换变桨减速器有哪些流程？

3．变桨电机有哪些常见故障？

4．变桨电磁刹车间隙的调整方法是什么？