CN106050582B - 一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法，通过多步骤实现在机舱内将风电齿轮箱平行级与行星级分开，然后将中心管轴、太阳轮从行星架中抽出，最后将行星架电机侧轴承更换掉；本发明方法只要是在允许人员上风机情况下，6个人6个工作日就可以完成；本发明方法所使用的装置，具有结构强度高、便于拆装和维修；停机时间短、费用低，风速15m/s以下即可在机舱内作业，所有费用只有10万左右。

Description

一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法

技术领域

本发明涉及风力发电齿轮箱维修，特别涉及一级行星两级平行结构的风电齿轮箱空中更换行星架电机侧轴承的方法。

背景技术

风电齿轮箱(一级行星两级平行结构)如发现行星架电机侧轴承损坏不能直接取出的情况，基本都需要将齿轮箱整体吊下风机，返厂更换解决；造成这种情况的原因是，行星架电机侧轴承安装于齿轮箱行星轮系与平行级箱体中间，轴承内圈过盈安装在行星架电机侧轴颈上，轴承外圈安装在平行级箱体孔内；更换该轴承不仅需要将行星级与平行级箱体分开，还需要将管轴、太阳轮从行星架中抽出；但是由于机舱内空间有限，齿轮箱重量大，目前总是将风电齿轮箱整体吊下风机，运输至工厂进行维修；在该工艺方案开发之前，风电齿轮箱一旦遇到行星架轴承损坏，国内外的一般采用的方法是将风电齿轮箱吊下风机，运输到工厂维修，维修完成后，再运回风场安装；风电齿轮箱吊下风机返厂维修存在以下缺点:(1)停机时间长，齿轮箱吊上吊下需要两天，运输至少需要两天，工厂维修至少需要两天；(2)费用高，停机发电量损失不计，吊装费用就要花费二十万，加上运输费、维修费，至少需要三十万；(3)受天气影响明显，风速超过10m/s不能吊装，下雨不能吊装，受天气影响明显。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：开发一种新工艺，在机舱内将风电齿轮箱平行级与行星级分开，然后将中心管轴、太阳轮从行星架中抽出，最后将行星架电机侧轴承更换掉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法，所述空中更换行星架电机侧轴承的方法包括如下工艺步骤：

I)放出齿轮箱润滑油，将齿轮箱上的润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管全部拆除；

II)将拆下的齿轮箱上的润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管整理好放在机舱内主轴两侧，用干净的布把拆除油管的接口包起来；

III)拆除中间轴和低速轴的盖板，并把盖板上的胶和油处理干净后放在机舱内主轴两侧；

IV)用机舱内小吊机将安装需要的工具工装吊入机舱；

V)按要求搭建位于机舱内的龙门架工装；

VI)拆除齿轮箱上下箱体中分面之间以及箱体和齿圈之间的螺栓，并在箱体和齿圈之间安装工装螺栓；

VII)在两侧纵梁上均挂两个滑车，每个滑车下挂一个葫芦；

VIII)在齿轮箱右侧的上下箱体中分面上安装顶起垫块；

IX)在齿轮箱平行级上下箱体中分面上安装吊环，用滑车上的葫芦将齿轮箱吊住；

X)安装千斤顶，一处在顶起垫块处，还有一处在箱体左侧的扭力臂和箱体之间；

XI)利用千斤顶将平行级箱体和齿圈脱开；

XII)当箱体和齿圈之间的销全部完全脱开时，用吊绳吊住下箱体上的吊耳，吊绳挂在纵梁滑车下的葫芦上；将上下箱体中分面上的吊环和顶起垫块卸下，上箱体用吊环吊在横梁上的葫芦上；

XIII)利用千斤顶将上下箱体分开，用吊上箱体的葫芦拉起上箱体，上箱体拉到足够高度时，用葫芦轴向将上箱体拉到齿圈的上方；

XIV)将齿圈和箱体之间、上下箱体之间的胶除干净；

XV)用千斤顶继续分离下箱体与齿圈，分离时注意保证齿轮箱左右两侧同步分离，同一时间两侧的分开距离不得大于5mm；当箱体和齿圈之间的缝隙达到要求距离时，在下箱体和齿圈之间安装垫块；通过螺母将齿圈、垫块、下箱体压紧；

XVI)管轴向电机侧抽出一段，将低速轴系和太阳轮、管轴一起从下箱体中吊出，吊点选择在横梁上；

XVII)用感应加热器将行星架电机侧轴承内圈从行星架上加热拆下，将行星架轴承外圈从箱体中取出；

XVIII)清洗行星架轴颈和箱体轴承孔后更换新的轴承内外圈，然后将低速轴系和太阳轮、管轴重新安装进箱体内；

XIX)用千斤顶将下箱体与齿圈合箱，当开档缩小到120mm时停止合箱；

XX)将上箱体轴向移动至下箱体上方，再缓慢下落至上下箱体相距130mm位置，上下箱体穿螺杆、垫垫块；

XXI)清理所有拆开的结合面，并在上下箱体之间、箱体和齿圈之间打胶；

XXII)把上下箱体之间的垫块取出，安装中分面螺栓；将上下箱体合箱，用扭力扳手将上下箱体之间的中分面螺栓打到力矩，检查结合面胶是否都已经挤出；

XXIII)将齿圈和箱体之间的垫块取出，利用工装丝杆和千斤顶将箱体与齿圈合上，并注意对销；当箱体和齿圈之间的距离只有20mm的时候，将工装螺栓更换成箱体原来的螺栓；

XXIV)用扭力扳手将齿圈和箱体合上；检查结合面胶是否挤出；并把挤出的胶清理干净；

XXV)将中间轴，低速轴的盖板安装上；

XXVI)复查所有的螺栓是否已经拧紧，并达到力矩；

XXVII)将工装支架拆除并吊下机舱；

XXVIII)把步骤Ⅰ～XXVII中所有拆下的部件安装上，添加润滑油并启动润滑系统，利用润滑系统来给齿轮箱打油循环；检查所有管接头和齿轮箱是否漏油；如有必须处理；

XXIX)当打完油循环后，打扫机舱；

XXX)启动风机，观察齿轮箱是否运行正常；齿轮箱运行2个小时以后再次观察齿轮箱的运行情况。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法中，将新的备件轴承运至风场，在机舱内搭建龙门架工装，将齿轮箱平行级部分与行星级部分分开，然后抽出中心管轴和行星级太阳轮；将损坏的轴承拆下，安装新的轴承，最后合箱并把工装拆除；这样的工艺方案只要是在允许人员上风机情况下，6个人6个工作日就可以完成；这样处理停机时间短、费用低，风速15m/s以下即可在机舱内作业，所有费用只有10万左右.

附图说明

附图1为行星架电机侧轴承剖面结构示意图；

附图2为龙门架工装左视图结构示意图；

附图3为龙门架工装俯视图结构示意图；

附图4为龙门架工装B-B向结构剖示图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明制备方法作进一步说明：

本发明风一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法，结合附图1、2、3和4对本发明的空中更换行星架电机侧轴承的方法和空中更换行星架电机侧轴承的方法采用的装置进行说明：

如附图1所示，太阳轮21和低速级电机侧轴承22之间设有花键轴23，花键轴23的下方设有低速级齿轮24，低速级齿轮24的左侧设有低速级叶片侧轴承25，低速级叶片侧轴承25的左侧设有行星架电机侧轴承26，低速级叶片侧轴承25和行星架电机侧轴承26均位于太阳轮21的下方；结合附图2、3对本发明的空中更换行星架电机侧轴承的方法进行说明；首先将齿轮箱上的附件全部拆除(包括润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管)；将拆下的润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管整理好放在机舱尾部，用干净的布把拆除油管的接口包起来，防止脏进入齿轮箱；把高速轴、中间轴和低速轴的盖子拆除，并把盖子上的胶和油处理干净后放在机舱的尾部；将安装需要的工具和安装螺栓吊入机舱内；在工具、零件起吊的过程中一定要注意安全；把扭力臂与弹性支承座连接的螺栓更换成工装螺栓；更换1根安装1根，并要拧紧；把支架(包括螺栓)吊入机舱内；支架起吊的顺序按支架的安装顺序来；工装起吊一件安装一件，并将螺栓固定好；拆除齿轮箱中分面、箱体和齿圈之间的螺栓，并在箱体和齿圈之间安装上工装螺栓；当齿圈和箱体之间、中分面之间螺栓都拆除完后，检查一次是否这几处的螺栓已经全部拆除；在支架工装上挂上滑车和葫芦(共四个滑车、四个葫芦)；在齿轮箱右侧的中分面上安装顶起垫块；在齿轮箱上安装吊环，用支架上的葫芦将齿轮箱吊住；在相应的位置安装千斤顶；一共2处，一处在顶起垫块处，还有一处在箱体左侧的扭力臂和箱体之间；利用千斤顶将齿轮箱和齿圈脱开；当箱体和齿圈之间的销全部完全脱开时，将中分面上的吊环和顶起垫块卸下，用吊绳吊住下箱体上的吊耳；上箱体用吊环吊在支架上利用千斤顶将上下箱体分开，用吊上箱体的葫芦拉起上箱体，上箱体拉到足够高度时，用葫芦轴向将上箱体拉到齿圈的上方；将齿圈和箱体之间、上下箱体之间的胶除干净；用千斤顶继续分离下箱体与齿圈；当箱体和齿圈之间的缝隙达到距离的时候(低速轴系和太阳轮可以一起从箱体中吊出)，在下箱体和齿圈之间安装上垫块(共6处)；最后把螺栓固定好齿圈和箱体；管轴向电机侧抽出一段，将低速轴系和太阳轮、管轴一起从下箱体中吊出；用感应加热器将行星架电机侧轴承内圈从行星架上加热拆下，将行星架轴承外圈从箱体中取出；清洗行星架轴颈和轴承孔后更换新的轴承内外圈，然后将低速轴系19和太阳轮20、管轴重新安装进箱体内；用千斤顶将下箱体与齿圈合箱，当开档缩小到120mm时停止合箱；将上箱体轴向移动至下箱体上方，再缓慢下落至上下箱体相距130mm位置，上下箱体穿螺杆、垫垫块；清理所有拆开的结合面，并在上下箱体之间、箱体和齿圈之间打胶；把上下箱体之间的垫块取出，安装中分面螺栓；将上下箱体合箱，用扭力扳手将上下箱体之间的中分面螺栓达到力矩，检查结合面得胶是否都已经挤出；将齿圈和箱体之间的垫块取出，利用工装丝杆和千斤顶将箱体与齿圈合上，并注意对销；当箱体和齿圈之间的距离只有20mm的时候，将工装螺栓更换成箱体原来的螺栓；用扭力扳手将齿圈和箱体合上；检查结合面胶是否挤出；并把挤出的胶清理干净；将高速轴、中速轴，低速轴的盖板安装上；复查所有的螺栓是否已经拧紧，并达到力矩；将工装支架拆除并吊下机舱；把之前所有的拆下来的部件都安装上，并启动润滑系统，利用润滑系统来给齿轮箱打油循环；检查所有管接头和齿轮箱是否漏油；如有必须处理；当打完油循环后，打扫机舱；启动风机，观察齿轮箱是否运行正常；齿轮箱运行2个小时以后再次观察齿轮箱的运行情况；本工艺方法通过将新的备件轴承运至风场，在机舱内搭建龙门架工装，将齿轮箱平行级部分与行星级部分分开，然后抽出中心管轴和行星级太阳轮；将损坏的轴承拆下，安装新的轴承，最后合箱并把工装拆除；这样的工艺方案只要是在允许人员上风机情况下，6个人6个工作日就可以完成；这样处理停机时间短、费用低，风速15m/s以下即可在机舱内作业，所有费用只有10万左右；

结合附图2、3和4说明，本发明的一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法所使用的装置，包括机舱内对称设置一组龙门机架1，一组龙门机架1上对称设有一组弹性支撑座2，一组弹性支撑座2上对称设有一组支撑立柱臂18，一组支撑立柱臂18上对称设有一组纵梁8，一组纵梁8上间隔设有横粱9、横粱10和横粱11；一组支撑立柱臂18之间设有一加强筋17；一组支撑立柱臂18包括支撑立柱臂19和支撑立柱臂20，所述支撑立柱臂19包括立柱4和立柱5，立柱4和立柱5之间通过螺栓3和螺母7连接；支撑立柱臂20包括立柱14、立柱15和立柱16，立柱14、立柱15和立柱16之间分别通过螺栓3和螺母7连接；立柱4和立柱16分别对应设于一组弹性支撑座2上；一组支撑立柱臂18分别通过螺栓12和螺母13对应与一组纵梁8连接；在机舱内搭建搭建有与千斤顶相配合的龙门架工装实现了液压千斤顶与齿轮箱良好配合；可以有效缩短停机时间、缩短维修时间和降低维修成本；具有结构强度高、便于拆装和维修等有益效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法，其特征在于，所述空中更换风电齿轮箱行星架电机侧轴承的方法包括如下工艺步骤：

I)放出齿轮箱润滑油，将齿轮箱上的润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管全部拆除；

II)将拆下的齿轮箱上的润滑系统、过滤器、冷却风扇、润滑软管及部分润滑硬管整理好放在机舱内主轴两侧，用干净的布把拆除油管的接口包起来；

III)拆除中间轴和低速轴的盖板，并把盖板上的胶和油处理干净后放在机舱内主轴两侧；

IV)用机舱内小吊机将安装需要的工具工装吊入机舱；

V)按要求搭建位于机舱内的龙门架工装；

VI)拆除齿轮箱上下箱体中分面之间以及箱体和齿圈之间的螺栓，并在箱体和齿圈之间安装工装螺栓；

VII)在两侧纵梁上均挂两个滑车，每个滑车下挂一个葫芦；

VIII)在齿轮箱右侧的上下箱体中分面上安装顶起垫块；

IX)在齿轮箱平行级上下箱体中分面上安装吊环，用滑车上的葫芦将齿轮箱吊住；

X)安装千斤顶，一处在顶起垫块处，还有一处在箱体左侧的扭力臂和箱体之间；

XI)利用千斤顶将平行级箱体和齿圈脱开；

XII)当箱体和齿圈之间的销全部完全脱开时，用吊绳吊住下箱体上的吊耳，吊绳挂在纵梁滑车下的葫芦上；将上下箱体中分面上的吊环和顶起垫块卸下，上箱体用吊环吊在横梁上的葫芦上；

XIII)利用千斤顶将上下箱体分开，用吊上箱体的葫芦拉起上箱体，上箱体拉到足够高度时，用葫芦轴向将上箱体拉到齿圈的上方；

XIV)将齿圈和箱体之间、上下箱体之间的胶除干净；

XV)用千斤顶继续分离下箱体与齿圈，分离时注意保证齿轮箱左右两侧同步分离，同一时间两侧的分开距离不得大于5mm；当箱体和齿圈之间的缝隙达到要求距离时，在下箱体和齿圈之间安装垫块；通过螺母将齿圈、垫块、下箱体压紧；

XVI)管轴向电机侧抽出一段，将低速轴系和太阳轮、管轴一起从下箱体中吊出，吊点选择在横梁上；

XVII)用感应加热器将行星架电机侧轴承内圈从行星架上加热拆下，将行星架轴承外圈从箱体中取出；

XVIII)清洗行星架轴颈和箱体轴承孔后更换新的轴承内外圈，然后将低速轴系和太阳轮、管轴重新安装进箱体内；

XIX)用千斤顶将下箱体与齿圈合箱，当开档缩小到120mm时停止合箱；

XX)将上箱体轴向移动至下箱体上方，再缓慢下落至上下箱体相距130mm位置，上下箱体穿螺杆、垫垫块；

XXI)清理所有拆开的结合面，并在上下箱体之间、箱体和齿圈之间打胶；

XXII)把上下箱体之间的垫块取出，安装中分面螺栓；将上下箱体合箱，用扭力扳手将上下箱体之间的中分面螺栓达到要求的力矩，检查结合面胶是否都已经挤出；

XXIII)将齿圈和箱体之间的垫块取出，利用工装丝杆和千斤顶将箱体与齿圈合上，并注意对销；当箱体和齿圈之间的距离只有20mm的时候，将工装螺栓更换成箱体原来的螺栓；

XXIV)用扭力扳手将齿圈和箱体合上；检查结合面胶是否挤出；并把挤出的胶清理干净；

XXV)将中间轴，低速轴的盖板安装上；

XXVI)复查所有的螺栓是否已经拧紧，并达到要求的力矩；

XXVII)将工装支架拆除并吊下机舱；

XXVIII)把步骤Ⅰ)～XXVII)中所有拆下的部件安装上，添加润滑油并启动润滑系统，利用润滑系统来给齿轮箱打油循环；检查所有管接头和齿轮箱是否漏油；如有必须处理；

XXIX)当打完油循环后，打扫机舱；

XXX)启动风机，观察齿轮箱是否运行正常；齿轮箱运行2个小时以后再次观察齿轮箱的运行情况。