[实用新型]一种风力发电机组高速轴轴向位移与窜动监测装置

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机组高速轴轴向位移与窜动监测装置，该装置包括位移传感器、接近开关、数据采集站、现场服务器和若干现场浏览器，位移传感器为2个，分别轴向固定安装在齿轮箱高速轴上刹车盘的同一侧，并在高速轴两侧对称设置，接近开关径向安装在刹车盘外侧，数据采集站分别与位移传感器和接近开关数据连接，并与现场服务器通过网络数据连接，现场浏览器与现场服务器通过网络数据连接。本实用新型可实现在线测量刹车盘的轴向位移和刹车盘的窜动波形，显示波形的幅值，相位和频率成分，可以及时发现轴承的早期故障，同时可诊断发电机轴和齿轮箱轴出现的主轴不对中故障。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组高速轴轴向位移与窜动监测装置。

背景技术

齿轮箱是风力发电机组中一个重要的机械传动部件，它的功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机。为了高效的捕捉风能并将其有效的转化成风力，齿轮箱的传动比基本在1:100以上。由于发动机内部空间狭小，齿轮箱一般设计成一级行星轮加上1～2级平行轴齿轮传动的结构。斜齿轮因传动平稳，冲击、振动和噪声较小等特点，适合工作在高速重载场合，在风力发电机的齿轮箱设计中得到广泛的采用。但是斜齿轮的自身特点，在运行的过程中不可避免的产生轴向力，因此，制造商常常在齿轮轴增加一个径向推力轴承用于平衡轴向力。

在齿轮箱的长期运行时，径向推力轴承可能会因为润滑不良、轴承温度过高或者长期冲击载荷等原因性能下降，开始反映推力死点向某个方向偏移，运行过程游隙偏大；如果不及时发现将发展为径向推力轴承彻底损坏，齿轮轴沿轴向大幅窜动，齿面部分接触导致应力过大而崩齿；如果齿轮轴此时作为输出轴，输出轴上的转动部件可能会出现动静部件的摩擦，造成进一步地损失。

风力发电机组齿轮箱的高速轴作为输出轴与发电机组通过挠性联轴器进行连接，目前齿轮箱制造商通常在齿轮箱的输出轴轴承附件机壳的轴向位置安装一只加速传感器，用于对高速轴轴向窜动的监测。但这种方式仍然存在以下问题：1)在径向推力轴承存在部分失效故障时，运动游隙增加，轴向窜动不能真实的反应在齿轮箱的机壳振动中；2)振动加速度反映的是轴向破坏力的大小，体现轴向窜动的诱因，但不能反映轴向窜动故障实际程度；3)不能测量高速轴向位移，而高速轴轴向位移的超标正是反映径向推力轴承故障损坏的直接证据。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供这样一种风力发电机组齿轮箱高速轴轴向位移与窜动在线监测装置。

本实用新型的为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

一种风力发电机组高速轴轴向位移与窜动监测装置，该装置包括位移传感器、接近开关、数据采集站、现场服务器和若干现场浏览器，位移传感器为2个，分别轴向固定安装在齿轮箱高速轴上刹车盘的同一侧，并在高速轴两侧对称设置，接近开关安装在刹车盘外侧，数据采集站分别与位移传感器和接近开关通信连接，并与现场服务器通过网络数据连接，现场浏览器与现场服务器通过网络数据连接。

进一步地，位移传感器通过支架固定安装在齿轮箱外壳上，支架位于高速轴刹车盘的同一侧并在高速轴两侧对称设置。

进一步地，位移传感器指向高速轴刹车盘平面。

进一步地，位移传感器采用非接触式电涡流位移传感器。

进一步地，接近开关采用霍尔式接近开关。

通过采用本实用新型的技术方案，可实现在线测量刹车盘的轴向位移，并直观显示径向推力轴承故障，提示用户及时停机检修，避免齿轮箱内部齿轮以及由于高速轴回转造成齿轮箱外部部件的严重损坏；另一方面，本实用新型还可在线测量刹车盘的窜动波形，显示波形的幅值，相位和频率成分，可以及时发现轴承的早期故障，同时可诊断发电机轴和齿轮箱轴出现的主轴不对中故障。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。