王晓北
河北省 张家口市 075100
摘要:风力发电机离合器(以下简称“离合器”)是风力发电机组中连接到变速器和发电机的重要变速器。此宏用于传输转矩和转速。①平衡变速器输出轴与发电机输入轴之间的不均匀平均值；①减轻振动对变速器和发电机的影响；①离合器本身是绝缘的，可以防止电击；对于特殊过载，连接片的转矩限值可用于保护电机绕组的驱动链。因此离合器故障可能对风力发电机组产生重大影响，造成经济损失。滑动是本文研究和讨论的所有离合器相关事故中最常见的现象。
关键词：风力发电；联轴器；打滑
引言
联轴器是联接原动机与传动机或传动机和工作机并传递运动和扭矩的机械部件。适用于重型机械的SSWZ330型十字轴万向联轴器联接减速机与工作机，广泛应用于各类通用重型机械设备场合。当工作机工作载荷超过许可载荷时，SSWZ330型十字轴万向联轴器破坏自身以保证工作机和减速机的安全，因此，通过结构性能分析和优化，解决该产品所存在的可靠性差和疲劳寿命短等问题，是亟需解决的技术难题。
1结构原理
联轴器主要包括发电机输入轴侧涨紧套、弹性元片（金属或复合绝缘材料）、中间管（金属或复合绝缘材料）、扭矩限制器、刹车盘、齿轮箱输出轴侧涨紧套等。打滑主要发生在扭矩限制器部分，扭矩限制器主要由紧固螺栓、摩擦片、摩擦法兰等组成，通过调节紧固螺栓从而调节摩擦片和摩擦法兰之间的静摩擦力，静摩擦力与扭矩打滑半径的乘积就是可以预先设置的打滑扭矩。打滑扭矩大小的影响因素主要有摩擦片与摩擦法兰之间的摩擦系数、紧固螺栓的紧固力、紧固螺栓的个数、摩擦片与摩擦法兰的接触面积、打滑扭矩半径大小。
2故障分析
2.1弹性垫圈破损
弹性垫圈破损会导致造成泵振动偏大，从而导致泵和电机轴承损坏，如果弹性垫圈完全破损的话，会导致泵对轮与短接三爪刚对刚碰磨，严重话的会使对轮三爪断裂。经查阅2018年1月至12月定冷泵检修记录，有7次检修记录是因为弹性垫圈垫圈破损，从而使泵振动异常。
2.2发电机的异常
比如短路等现象，造成发电机转子的扭矩值瞬间过大，与齿轮箱输入轴扭矩值不匹配，造成联轴器打滑。在这种情况下，风电机组监控系统会自动报警。对于这种情况的打滑原因，可以调取风电机组的运行数据进行分析。
2.3电机短接止口间隙不符合标准
经查阅检修规程得知电机短接止口间隙不超过0.10mm。现场测量电机侧短接止口直径为151.6mm，电机靠背轮凸台的直径为150mm，可得出电机短接止口间隙为0.08mm，符合标准，对泵的振动偏大不产生影响。
2.4变频器及传感器的异常
传感器测定的扭矩、转速等数值反馈有误或者变频器故障，会导致控制系统给定的发电机扭矩值和齿轮箱的实际输入扭矩值不匹配从而导致联轴器打滑。对于这种情况，需要专业的技术人员对变频器、传感器及控制软件系统做仔细排查。
2.5电机轴承损坏
电机的轴承若出现如麻点、脱斑，则会损害轴承滚动表面的光洁度,并且也降低了轴承的使用性能和防锈性能，降低轴使用寿命，轴承游隙过小使轴承发热，严重会烧毁轴承进一步加剧振动恶化，所以电机的滚动轴承检修标准是无麻点，脱斑，卡纸无松动，轴承游隙≤0.08mm。通过查阅2019年1月至12月定冷泵检修记录，电机轴承修前情况为无麻点，脱斑，卡纸无松动，轴承游隙=0.05mm，未出现因电机轴承损坏造成#5机定冷泵异常振动。
3风电联轴器打滑现象防止措施
3.1膜片联轴器参数验证
在压缩机刚停机热态情况下联轴器的档距为1435mm，冷态下联轴器的档距为1439.5mm。查看联轴器图纸，其轴向尺寸为1440.5mm；查看压缩机安装图纸，联轴器的安装档距为（1440.5＋8）mm，其中8mm是膜片联轴器的预拉伸量。预拉伸是指在膜片联轴器冷态安装时轴向预先拉伸一定的量，使联轴器膜片在轴系热态膨胀后轴向变形减小，延长膜片的使用寿命。由检查结果发现，压缩机在安装中忽略了联轴器的预拉伸量，且在膜片联轴器两侧还各加了1.6mm的垫片，使膜片联轴器在冷态时就有了3.2mm的压缩量，在转轴热态膨胀后压缩量更大，承受较大的轴向压缩力。
3.2加强对联轴器的日常维护
如果检测到离合器设备上的滑动，离合器设备首先可能会损坏离合器设备的部件，如果没有明显的眼睛损伤，风电场控制系统最多会报告齿轮转速与发电机转矩转速不匹配的错误，首先可以归类为正常滑动。只需创建另一条偏移标记线以供下次使用，如图4所示。再打开风扇总成，看看风电场是否还在滑动。如果风扇电机设置在能量功能中运行，则连接卡子无异常，因此没有区别。
3.3其他处理措施
处理方案分析针对联轴器安装档距不够的问题，与陕鼓及联轴器厂家人员共同分析协商处理方案。方案一：压缩机的整体移动让出8mm，难度大，基本不可能；方案二：联轴器中间段切断缩8mm再重新焊，对施工精度要求高，存在较大的质量风险，且今后的联轴器备件申报也比较困难；方案三：重新制作联轴器的过渡法兰（图3中部件2），轴向尺寸缩短8mm，较为简单，成本低，且对今后的检修和联轴器备件没有影响。
3.4加强对旧部件的更换
针对弹性垫圈老化的问题，考虑从联轴器的选型入手，原定冷泵的联轴器采用的是三爪联轴器，也就是半扰性联轴器，体积小、重量轻、结构简单、便于加工制造、安装方便，具有补偿两轴线相对位移的能力，而且具有缓冲减振的能力，弹性元件所能储蓄的能力越多，则联轴器的缓震能力越强，弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形间的摩擦功越大，则联轴器的减振能力越好，其中弹性元件的材料决定了整个联轴器的使用效果，因此可以将原易磨损老化的非金属弹性垫圈更换成强度更高的金属片，可吸收轴偏差、降低安装要求、缓和冲击、减轻振动、避免发生危险性破坏等优点，与爪型联轴器相比，使用寿命更长。金属叠片式联轴器不仅可以补偿从电机两轴线的三项位移，还辅机轴向力和附加弯矩小，对中能力大、能吸振、能承受大扭矩和高转速，与传统的橡胶弹性材质的联轴器相比，金属叠片联轴器传动效率高，具有节能效果。根据上海水泵厂进行的动态性能对比试验，结果表明：在有不对中的情况下，金属叠片联轴器传动效率高于弹性联轴器，如在角向偏转2°安装时，金属叠片式泵效率为75.3%，而弹性联轴器泵效率为73.5%，而且保持该情况运转两小时后，弹性垫圈全部损坏，金属叠片完好无损。
结束语
联轴器是泵中使泵轴与电机互相连接并传递功率的部件，联轴器使用是否恰当，关系到泵的效率与安全、稳定运行，而且在整个泵的检修过程中，联轴器一般也都是最后也是最重要的一道工序，因此，联轴器的选型及安装精度往往是影响泵运行质量的关键。在实际工作中，由于联轴器的选型不合理或安装质量不符合标准而导致泵的振动大、有异音的情况时有发生，因此在联轴器的选择上要根据实际工况、电机功率的大小、泵的结构及成本来确定。对于半扰性联轴器来说，其弹性材料的选取应一般采用高强度材料，与轴形成一定的硬度差，避免在运行过程中发生过度磨损而损坏零件，进而造成振动异常导致泵无法正常出力。
参考文献
[1]赵帅,范习民,王金立,袁飞,孙邦江.发动机试验联轴器失效测试分析[J].内燃机与配件,2018(24):53-54.
[2]任瑞生.分级破碎机联轴器失速保护装置的改进[J].煤炭工程,2018,50(S1):154-156.
[3]杜景田,王志贤,刘洪俊.离心泵联轴器护罩的技术改造[J].石油技师,2018(04):67-69.
[4]陶磊.浅谈如何提高铝合金膜片联轴器的精度与寿命[J].民营科技,2018(12):88-89.
[5]杨学东.发电厂锅炉给水泵输入端膜片联轴器改进[J].科学技术创新,2018(34):189-190.