CN109227029A - 用于风力发电设备轴承的现场修复方法 - Google Patents
用于风力发电设备轴承的现场修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109227029A CN109227029A CN201811025212.XA CN201811025212A CN109227029A CN 109227029 A CN109227029 A CN 109227029A CN 201811025212 A CN201811025212 A CN 201811025212A CN 109227029 A CN109227029 A CN 109227029A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing
- stage
- cladding
- equipment
- grinding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 13
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 21
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 108010066114 cabin-2 Proteins 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
- F03D1/0662—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub using kinematic linkage, e.g. tilt
- F03D1/0664—Pitch arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/50—Maintenance or repair
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
- F03D80/701—Pitch or yaw bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/30—Manufacture with deposition of material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
一种用于风力发电设备轴承的现场修复方法，所述方法包括：准备阶段，在所述准备阶段中，清理所述轴承的磨损部位并对所述轴承的磨损状态进行评估；熔覆阶段，在所述熔覆阶段中，利用增材制造设备对所述轴承的磨损部位进行现场增材制造，获得与所述轴承形成冶金结合的熔覆层；磨削阶段，在所述磨削阶段中，通过对所述轴承的表面进行磨削获得满足使用要求的轮廓尺寸和精度等级；以及检测阶段，在所述检测阶段中，对所述轴承进行无损探伤检测。通过该方法实现了对风力发电设备的轴承进行快速、便捷、高效的现场修复。
Description
技术领域
本申请涉及一种用于风力发电设备轴承的现场修复方法。
背景技术
风能是一种极清洁能源，风力发电的推广力度也越来越大。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策的推动下，经过十年的发展，我国的风力发电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风力发电产业进入稳定持续增长的新阶段。
一组风力发电设备的设计寿命平均为20-25年。然而，从使用结果来看，因为使用工况恶劣等问题，风力发电设备的核心零部件往往会因为磨损而提前失效，影响设备的正常使用。
例如，在风力发电设备的工作过程中，为了实现风轮能根据风向的改变实时地获得最大的风能，需要利用偏航***来调整风轮的位置；同时，风力发电设备在工作过程中需要根据风速的大小来调节叶片的角度，进而调整叶片迎风面积来控制转速，这一过程需要变桨***来实现。
风力发电设备中的变桨***以及偏航***的轴承是核心零部件，轴承的齿轮因长期工作在高应力、高频率的磨粒磨损环境中，会出现严重磨损。现场测量结果显示，服役仅8年的齿轮磨损率达到了40～50％，严重影响了设备的正常运作，并且有断齿的风险，因而需要对磨损的齿轮进行更换修复。
在对轴承更换修复时，一般通过拆机作业将磨损的整个零部件进行更换，需要将整套设备大部分零件拆解，维护成本极高。而且，变桨***、偏航***处于风力发电设备的顶端部位，如此一来，维护费用极高，工期也很长，严重影响风力发电场的发电效率，经济损失巨大。
目前，针对风力发电设备的轴承暂无现场修复实例，其技术难点主要在于：1)风力发电设备现场作业环境差，其轴承处于百米高空中，且空间狭小，对修复过程的现场作业要求高；2)现场电气设备很多，需要对设备、人员进行充分地保护，对现场布置要求高；3)风力发电设备的轴承受力情况恶劣，应力极大并且受力频繁，对修复效果要求较高，修复后的轴承需要具有较高强度，能经受恶劣的工况，不发生剥落，同时还需要充分考虑与之啮合的轴齿轮的配副性，修复后的轴承齿轮不能对轴齿轮造成大的磨损，避免影响轴齿轮的使用寿命。
因此，需要一种便捷的用于风力发电设备轴承的现场或在线修复方法。
发明内容
发明目的：
本申请的目的在于提供一种用于风力发电设备轴承的现场修复方法，以实现对风力发电设备的轴承进行快速、便捷、高效的现场修复。
技术方案：
通过本申请公开的用于风力发电设备轴承的现场修复方法实现上述目的，该方法包括：准备阶段，在准备阶段中，清理轴承的磨损部位并对轴承的磨损状态进行评估；熔覆阶段，在熔覆阶段中，利用增材制造设备对轴承的磨损部位进行现场增材制造，获得与轴承形成冶金结合的熔覆层；磨削阶段，在磨削阶段中，通过对轴承的表面进行磨削获得满足使用要求的轮廓尺寸和精度等级；以及检测阶段，在检测阶段中，对轴承进行无损探伤检测。
本申请描述了一种通过增材制造对风力发电设备轴承进行现场修复的方法，其中，在风力发电设备轴承的齿轮因长期磨损而失效后，利用增材制造技术实现对轴承齿轮的尺寸恢复与性能提升。在准备阶段中，可以对磨损的轴承齿轮的磨损量进行测量，并且清理齿轮表面的油污与磨痕，使其满足修复条件。在熔覆阶段中，可以利用专用增材制造设备，现场对磨损的齿轮进行增材制造，制备熔覆层；增材制造设备可以是氩弧焊设备、气保焊设备、等离子熔覆设备、激光熔覆设备等。
本申请中的现场修复包括但不限于：1)根据工艺设计要求，选定合适的设备，并且根据现场条件，对设备进行处理，保证其尺寸、电气条件满足现场工作条件；2)现场解决电源问题，从风力发电设备控制器中引出可用的工业用电电源；3)现场连接增材制造设备及其他相关设备，如保护气、送丝机等。
关于本申请公开的方法，在准备阶段中，还可以包括：用防火材料覆盖周边区域；和/或在修复现场安置小型通风设备。在修复之前，对现场环境进行布置可以更便于进行修复：用防火毯等防火材料覆盖周边区域，包括电气设备、有油污的地面和舱壁等，可以防止现场修复时由于失火造成危险；在密闭的空间安置小型通风设备，保证现场空气的流动性，以防人员在狭小空间中呼吸不畅。
关于本申请公开的方法，在熔覆阶段中，进行现场增材制造所用的材料可以是颗粒增强金属基强化材料。一方面，利用增材制造技术，可以修复磨损齿轮的尺寸，使其满足与轴齿轮的正常啮合；另一方面，使用专用的颗粒增强金属基强化材料，使修复后的齿轮性能更优化，满足长期服役的条件。
关于本申请公开的方法，颗粒增强金属基强化材料可以是直径0.8mm-2.0mm的焊丝。此外，颗粒增强金属基强化材料也可以是合金粉末。
关于本申请公开的方法，在熔覆阶段中，现场增材制造所用的电流可以为60A-250A；熔覆层的单层厚度可以为0.5mm-3.5mm。
关于本申请公开的方法，在熔覆阶段中，形成熔覆层的搭接率可以为20％-70％。一般需要通过多道增材制造来形成一定面积的熔覆层，通过多层增材制造来形成一定厚度的熔覆层，其中，多道之间进行搭接，20％-70％的搭接率可以保证熔覆层的良好成形。
关于本申请公开的方法，磨削阶段可以包括打磨阶段和研磨阶段，其中：在打磨阶段中，通过对轴承的表面进行打磨获得满足使用要求的轮廓尺寸；在研磨阶段中，将研磨材料涂布在轴承的表面上，利用轴承与轴之间的啮合作用对轴承的表面进行研磨，获得满足使用要求的精度等级。
有益效果
1)利用本申请公开的方法，可以在不拆机的情况下，对风力发电设备轴承的磨损齿轮进行现场修复。
2)本申请公开的方法可广泛应用于风力发电设备中的轴承内外齿轮修复，例如包括变桨轴承和偏航轴承等的回转支撑轴承，风力发电设备功率可以为1～8MW，轴承齿轮材质可以为中碳钢材质，齿轮模数可以为8～20。
3)利用本申请公开的方法，齿面修复尺寸可以达到1.0mm-8.0mm，熔覆层的单层厚度可以在0.5-4.0mm，熔覆层硬度可以为HRC30-50之间；并且熔覆层与基体材料之间是冶金结合，结合强度可以大于500MPa。
4)修复后的齿轮可以满足风力发电设备变桨***、偏航***的正常工作。
附图说明
图1是风力发电设备及其变桨轴承的示意图。
图2是变桨轴承齿轮的示意图。
图3是变桨轴承齿轮现场修复的流程图。
图4是经熔覆阶段后的变桨轴承齿轮的示意图。
图5是经磨削阶段后的变桨轴承齿轮的示意图。
具体实施方式
图1是风力发电设备及其变桨轴承的示意图。如图1所示，风力发电设备可以包括塔架1、机舱2、转子3、变桨***4和其他结构，如偏航***(未示出)等。风力发电设备可以通过转子3旋转将风能转换成电能，并且可以根据风速的大小通过变桨***4调节转子3的叶片的角度，调整叶片迎风面积来控制转速，从而提高能量转换效率。
变桨***可以包括变桨轴承41(以下也简称为轴承41)和变桨轴43(以下也简称为轴43)，轴承41上分布有轴承齿轮42(在图1中以内齿圈形式示出)，轴43上分布有轴齿轮44。轴承齿轮42与轴齿轮44啮合，通过二者的相对旋转来调节转子3的叶片的角度。
在本实施例中，风力发电设备功率为1.5MW，服役时间8年，并且轴承齿轮模数为12，齿数为139，材质为国标42CrMo中碳钢材料。轴承41的轴承齿轮42因长期工作在高应力、高频率的磨粒磨损环境中，出现严重磨损。
图2是变桨轴承41的轴承齿轮42的示意图，其中示意性示出轴承齿轮42的磨损部位421。如图2所示，服役仅8年的轴承齿轮42严重磨损，在轴承齿轮42形成呈凹坑形式的磨损部位421。在本实施例中，轴承齿轮42最大磨损率达到35％，单面磨损2mm。在其他实施例中，轴承齿轮42磨损率可能达到40～50％。这严重影响了风力发电设备的正常运作，并且有断齿的风险，需要进行现场修复。
图3是变桨轴承41的轴承齿轮42现场修复的流程图。
如图3所示，首先，在准备阶段中，清理轴承齿轮42的磨损部位421并对轴承齿轮42的磨损状态进行评估(步骤S1)。例如，可以对轴承齿轮42的磨损部位421的磨损量进行测量，并且清理轴承齿轮42表面的油污、锈蚀以及磨痕等，使其满足修复条件。
接着，在熔覆阶段中，利用增材制造设备对轴承齿轮42的磨损部位421进行现场增材制造，获得与轴承齿轮42形成冶金结合的熔覆层422(步骤S2)。在本实施例中，采用二氧化碳气体保护焊(简称气保焊)进行现场增材制造修复，工艺参数为电压25V，电流110A；焊丝为直径1.6mm合金焊丝，材料是颗粒增强金属基强化材料；增材制造层(即熔覆层)单层厚度为2mm。
需要通过多道增材制造来形成一定面积的熔覆层，通过多层增材制造来形成一定厚度的熔覆层，其中多道之间进行搭接。搭接率过大或过小都会造成熔覆层成形质量差，影响修复效果。在本实施例中，搭接率为50％，保证了熔覆层的良好成形。
图4是经熔覆阶段后的变桨轴承41的轴承齿轮42的示意图。由图4可以看出，通过现场增材制造形成的熔覆层422填充了轴承齿轮42的磨损部位421。
然后，在磨削阶段中，通过对轴承齿轮42的表面进行磨削获得满足使用要求的轮廓尺寸和精度等级(步骤S3)。磨削阶段可以包括打磨阶段和研磨阶段，其中：在打磨阶段中，通过对轴承齿轮42的表面进行打磨获得满足使用要求的轮廓尺寸；在研磨阶段中，将研磨材料涂布在轴承齿轮42的表面上，利用轴承齿轮42与轴齿轮44之间的啮合作用对轴承齿轮42的表面进行研磨，获得满足使用要求的精度等级。
图5是经磨削阶段后的变桨轴承41的轴承齿轮42的示意图。由图4可以看出，通过磨削阶段获得了具有期望形状轮廓的熔覆层422’，恢复了轴承齿轮42的尺寸和精度，使其满足与轴齿轮44的正常啮合。
最后，在检测阶段中，对轴承齿轮42进行无损探伤检测(步骤S4)。检测结果显示，现场修复后的轴承齿轮42表面无裂纹，满足使用要求。
金相分析结果显示，通过上述现场修复过程可以得到金属基颗粒增强的熔覆层组织，在马氏体基体组织上弥散分布了大量微米级颗粒碳化物颗粒，其平均硬度值达HRC43。这样的组织可具有优异的耐磨性、韧性，同时与轴齿轮44之间有良好的配副性，可以有效地减缓大小齿面的磨损。
摩擦磨损试验充分验证了这一点。表1示出了高速环块摩擦磨损试验数据。其中：
陪试件由轴齿轮材料17CrNiMo6制成，热处理状态为淬火态，硬度为HRC60-62；
试样A-1包括熔覆层和基体，熔覆层通过利用自制焊丝H16在基体上进行熔覆形成，基体的材料为轴承齿轮材料42CrMo，焊丝H16的材料为颗粒增强金属基强化材料，熔覆层热处理状态为焊态，硬度为HRC47；
试样B-1包括熔覆层和基体，熔覆层通过利用自制焊丝H17在基体上进行熔覆形成，基体的材料为轴承齿轮材料42CrMo，焊丝H17的材料为颗粒增强金属基强化材料，熔覆层热处理状态为焊态，硬度为HRC42；
试样O-1由轴承齿轮材料42CrMo制成，热处理状态为调质处理，试样硬度为HRC35；
试验条件模拟实际使用中的摩擦学条件，测量试验前后的试样和陪试件净重并进行比较。
从试验前后失重看，优选方案为B-1，其磨损(失重)量最小，达到0.102g，低于轴承齿轮基材的磨损量，表明修复后的轴承齿轮耐磨性好；陪试件的失重也最小，仅为0.004g，同时与O-1方案的数据接近，表明修复前后轴齿轮几乎不受影响，修复后的轴承齿轮与轴齿轮之间的配副性好。
表1
本申请中的现场修复指在在不拆机的情况下，在机舱2中现场对轴承齿轮42进行修复，包括但不限于：1)根据工艺设计要求，选定合适的设备，并且根据现场条件，对设备进行处理，保证其尺寸、电气条件满足现场工作条件；2)现场解决电源问题，从风力发电设备控制器中引出可用的工业用电电源；3)现场连接增材制造设备及其他相关设备，如保护气、送丝机等。
在另一个实施例中，在准备阶段中，还可以包括：用防火材料覆盖周边区域；和/或在修复现场安置小型通风设备。在修复之前，对现场环境进行布置可以更便于进行修复：用防火毯等防火材料覆盖周边区域，包括电气设备、有油污的地面和舱壁等，可以防止现场修复时由于失火造成危险；在密闭的空间安置小型通风设备，保证现场空气的流动性，以防人员在狭小空间中呼吸不畅。
尽管在上述实施例中利用气保焊设备进行现场增材制造，但对风力发电设备轴承进行现场修复的增材制造设备不限于此。例如，可以利用氩弧焊设备、气保焊设备、等离子熔覆设备、激光熔覆设备等进行现场修复，其中修复过程与上述过程基本一致，但工艺参数、保护气体、熔覆材料等可以变化。
尽管在上述实施例中，颗粒增强金属基强化材料为直径1.6mm合金焊丝，但不限于此。例如，颗粒增强金属基强化材料可以是直径0.8mm-2.0mm的焊丝。此外，也可以使用合金粉末形式的颗粒增强金属基强化材料。
尽管在上述实施例中，现场增材制造的电流为110A，熔覆层的厚度为2mm，但不限于此。根据所利用的增材制造设备，现场增材制造所用的电流可以为60A-250A；熔覆层的单层厚度可以为0.5mm-4.0mm。
齿面修复尺寸可以达到1.0mm-8.0mm，熔覆层硬度可以为HRC30-50之间；并且熔覆层与基体材料之间是冶金结合，结合强度可以大于500MPa。
尽管在上述实施例中，在熔覆阶段中，熔覆层的搭接率为40％，但不限于此。例如，形成熔覆层的搭接率可以为20％-70％。
尽管在上述实施例中，本申请公开的方法被应用于1.5MW的风力发电设备，但不限于此。应用本申请公开的方法的风力发电设备可以为1～8MW。此外，所修复的变桨轴承齿轮的齿轮模数可以为8～20。
除变桨轴承之外，本申请公开的方法也可应用于风力发电设备中的其他核心部件的现场修复，包括但不限于偏航***的轴承以及其他易经受磨损的部件。待修复部件的材质可以为适于在风力发电设备中应用的任何材质，例如合金结构钢、轴承钢等，而不限于上述实施例中描述的中碳钢。
Claims (9)
1.一种用于风力发电设备轴承的现场修复方法，所述方法包括：
准备阶段，在所述准备阶段中，清理所述轴承的磨损部位并对所述轴承的磨损状态进行评估；
熔覆阶段，在所述熔覆阶段中，利用增材制造设备对所述轴承的磨损部位进行现场增材制造，获得与所述轴承形成冶金结合的熔覆层；
磨削阶段，在所述磨削阶段中，通过对所述轴承的表面进行磨削获得满足使用要求的轮廓尺寸和精度等级；以及
检测阶段，在所述检测阶段中，对所述轴承进行无损探伤检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述准备阶段中，还包括下列步骤中的至少一个步骤：
用防火材料覆盖周边区域；
在修复现场安置小型通风设备。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述熔覆阶段中，进行现场增材制造所用的材料是颗粒增强金属基强化材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述颗粒增强金属基强化材料是直径0.8mm-2.0mm的焊丝。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述颗粒增强金属基强化材料是粉末材料。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述熔覆阶段中，所述增材制造设备选自如下设备组成的集合：氩弧焊设备、气保焊设备、等离子熔覆设备和激光熔覆设备。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述熔覆阶段中，所述现场增材制造所用的电流为60A-250A；所述熔覆层的单层厚度为0.5mm-3.5mm。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述熔覆阶段中，形成所述熔覆层的搭接率为20％-70％。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述磨削阶段包括打磨阶段和研磨阶段，其中：
在所述打磨阶段中，通过对所述轴承的表面进行打磨获得满足使用要求的轮廓尺寸；
在所述研磨阶段中，将研磨材料涂布在所述轴承的表面上，利用所述轴承与轴之间的啮合作用对所述轴承的表面进行研磨，获得满足使用要求的精度等级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811025212.XA CN109227029A (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 用于风力发电设备轴承的现场修复方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811025212.XA CN109227029A (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 用于风力发电设备轴承的现场修复方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109227029A true CN109227029A (zh) | 2019-01-18 |
Family
ID=65060531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811025212.XA Pending CN109227029A (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 用于风力发电设备轴承的现场修复方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109227029A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111633374A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-08 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 姿控发动机燃烧室壳体内部损伤的修复方法 |
| CN113249718A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 清华大学 | 42CrMo齿圈的激光熔覆方法以及42CrMo齿圈 |
| EP4361432A1 (de) * | 2022-10-24 | 2024-05-01 | Deutsche Windtechnik X-Service GmbH | Verfahren zur instandhaltung und/oder instandsetzung einer windkraftanlage |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212937A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-24 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种在线堆焊修复风机轴颈的方法 |
| CN103464964A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 常熟市淼泉压缩机配件有限公司 | 一种螺杆压缩机转子的修复工艺 |
| CN104070269A (zh) * | 2014-07-26 | 2014-10-01 | 河北瑞兆激光再制造技术有限公司 | 烧结厂主抽风机中盘磨损后的修复方法 |
| CN104723015A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-24 | 山东能源重型装备制造集团有限责任公司 | 一种用于矿用废旧刮板再制造的方法 |
| CN107740096A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-02-27 | 成都大陆激光技术有限公司 | 机匣激光修复***及修复方法 |
-
2018
- 2018-09-04 CN CN201811025212.XA patent/CN109227029A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212937A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-24 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种在线堆焊修复风机轴颈的方法 |
| CN103464964A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 常熟市淼泉压缩机配件有限公司 | 一种螺杆压缩机转子的修复工艺 |
| CN104070269A (zh) * | 2014-07-26 | 2014-10-01 | 河北瑞兆激光再制造技术有限公司 | 烧结厂主抽风机中盘磨损后的修复方法 |
| CN104723015A (zh) * | 2015-03-02 | 2015-06-24 | 山东能源重型装备制造集团有限责任公司 | 一种用于矿用废旧刮板再制造的方法 |
| CN107740096A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-02-27 | 成都大陆激光技术有限公司 | 机匣激光修复***及修复方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111633374A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-08 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 姿控发动机燃烧室壳体内部损伤的修复方法 |
| CN113249718A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 清华大学 | 42CrMo齿圈的激光熔覆方法以及42CrMo齿圈 |
| EP4361432A1 (de) * | 2022-10-24 | 2024-05-01 | Deutsche Windtechnik X-Service GmbH | Verfahren zur instandhaltung und/oder instandsetzung einer windkraftanlage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109227029A (zh) | 用于风力发电设备轴承的现场修复方法 | |
| CN104532233B (zh) | 电机转子轴位激光熔覆修复方法 | |
| CN100439521C (zh) | 一种移动式激光熔覆现场加工的合金粉末材料 | |
| US20070111119A1 (en) | Method for repairing gas turbine engine compressor components | |
| CN101797676B (zh) | 一种脱硫循环泵的修复与表面防护工艺 | |
| CN105349995B (zh) | 修复受损膨胀机叶片的激光熔覆钴基合金粉末及修复方法 | |
| US20060219329A1 (en) | Repair nickel-based superalloy and methods for refurbishment of gas turbine components | |
| CN103352221B (zh) | 高速旋转机械轴的激光熔覆修复合金粉末及修复方法 | |
| CN102218638B (zh) | 一种燃气轮机叶片微弧沉积涂层修复工艺方法 | |
| CN108707894A (zh) | 一种激光熔覆自润滑耐磨钴基合金所用粉料及工艺方法 | |
| CN109706449A (zh) | 一种修复盾构机主轴承的涂层材料及工艺方法 | |
| CN109468572B (zh) | 热喷涂/激光复合增材再制造***制备涂层的方法 | |
| CN108620809B (zh) | 1000mw发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法 | |
| CN104722893A (zh) | 一种基于堆焊和氩弧熔覆制备耐磨涂层的方法 | |
| CN103817320A (zh) | 用于轧钢机机架修复的钴基复合粉末及其修复方法 | |
| CN112063934A (zh) | 一种用于汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用 | |
| CN106435565A (zh) | 用于转子轴颈激光再制造的铁基合金粉末及其再制造方法 | |
| Chhetry et al. | Effect of sand erosion on turbine components: A case study of kali gandaki “a” hydroelectric project (144 mw), nepal | |
| CN104308451A (zh) | 一种减速器轴承座的修复方法 | |
| CN107419262B (zh) | 通用型高速泵齿轮轴端齿磨损或裂纹激光熔覆修复方法 | |
| CN1392023A (zh) | 烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺 | |
| CN104637552A (zh) | 一种反应堆钩爪连杆机构及其制造方法 | |
| CN105506505B (zh) | 修复受损轴流风机叶片的激光熔覆Fe基合金粉末及修复方法 | |
| CN104109858A (zh) | 压气机转子叶片叶尖磨损的仿形修复方法 | |
| US8089028B2 (en) | Methods for repairing gas turbine engine knife edge seals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |