风电齿轮箱小齿轮断齿原因分析

摘要

某风场1.5MW风电机组齿轮箱中速轴小齿轮发生断齿.该齿轮箱设计寿命20年,实际使用5年,齿轮的材质是20CrNiMo,齿面经过渗碳淬火.采用宏观观察、微观观察、断口观察并结合其它理化测试,分析齿轮失效的原因.宏观观察发现断口上有明显的海滩花样,说明机械疲劳是断齿的直接原因;微观观察发现,机械疲劳裂纹的源区位于工作齿面剥落坑的底部,分析表明齿面点蚀剥落的原因是接触疲劳;对比轮齿左右两端的宏观破坏情况,发现齿轮发生了严重偏载,导致齿面左端受到了非正常载荷的作用,所以齿轮断齿的主要原因是偏载.