工业内窥镜应用风力涡轮发电机变速箱检查

2.挑战和解决方案

当风力涡轮机给发电机传送一个直径为90~200米的旋转力时，变速箱必须承受巨大压力，变速箱自然需要检查和维护。

(1) ***速轴承(HSS-B)

• 挑战

在发电期间，位于轴前面和后面的***速轴承所提供的***速轴产生的转速为1500~1800转/分钟。

如果在***速轴和所连接的发电机之间产生任何角误差，都将会发生意想不到的微小震动，并可能造成对轴承损害。润滑油中所包含杂质、空气或湿气也可能对***速轴承造成损害。更糟的是，由于***速轴承的***速旋转，一旦一个轴承的滚柱发生破裂，可能导致变速箱其他部位的损坏，甚至导致整个变速箱都需要更换。

• 解决方案

在绝大多数变速箱中，用IPLEX工业视频内窥镜，通过变速箱上方的开口，很容易就可以探测到***速轴承。IPLEX工业视频内窥镜能够进入到轴承滚柱的缝隙，来检查和记录滚柱、内圈和外圈表面的微小裂纹。如果发现裂纹较以前检查所发现的裂纹面积有所增大，就可以在损坏扩展到其它区域之前更换风速涡轮机上的***速轴和***速轴承。这意味着不需要使用起重器或其它昂贵的设备把变速箱吊到地面上就可以维修，在维修期间也不会引起功率损耗。

(2)中速轴承(ISS-B)

• 挑战

中速轴位于***速和低速轴之间，由位于轴前后两侧的中速轴承提供。这些轴承可能受到上面所提及的***速轴承相同的因素损害。

• 解决方案

***速轴承的检查方法对中速轴承同样有效。然而，中速轴承的检查可能更困难，因为中速轴承的检查，必须插入一个内窥镜到***速轴之外。为了确保内窥镜能顺利地进入到预定的检查区域，奥林巴斯为客户提供了防和***耐磨性的柔性导管作为风电行业特有的解决方案。

(3)行星齿轮轴承

• 挑战

作用在涡轮上的风力变化取决于陆地特征、地面的***度和气候变化引起湍流的影响。而这种变力给变速箱、行星齿轮和行星齿轮轴承为吸收风的应变力而造成巨大的负担。尽管转速只有20~30转/分钟，行星齿轮常遭受不容忽视的空气湍流的压力。因此，行星齿轮轴承和行星齿轮都需要用内窥镜来可视化检查。

• 解决方案

行星齿轮具有结构复杂且难以进入，但奥林巴斯（Olympus）为客户提供了***有的解决方案，专门为客户设计了可塑导管来配合奥林巴斯工业内窥镜的使用，大大提***了其检查效率。另外，奥林巴斯（Olympus）设计了外径为6.2mm带有***立内置通道的IPLEX视频探头，把压缩的空气从插入管前端的光学适配器内置通道中喷出，来清除粘着在行星齿轮轴承、行星齿轮或光学适配器物镜镜面上润滑油的能力，这样可以得到更清晰的检查图像。

(4)齿轮

• 挑战

齿轮用于吸收打在涡轮叶片上的风的压力。持续的风力导致齿轮的老化。尽管变速箱始终在震动分析仪的监控之中，但使用内窥镜进行可视化检查，来确定变速箱上，包括齿轮的损坏位置和损坏程度还是必要的。

• 解决方案

和轴承一样，每个轴上的齿轮也需要可视化检查。尤其是低速轴承的检查，行星齿轮和环形齿轮需要内窥镜检查。当检查这些复杂的齿轮时，需要小心，不能让内窥镜顶部碰到油。用于轴承检查的奥林巴斯导管也可以用于这方面检查。绝大多数齿轮长于10厘米，但是要检查的缺陷通常都非常小。但是配备了近焦光学适配器的IPLEX工业视频内窥镜非常有助于齿轮检查。

(5)涡轮叶片

• 挑战

通常，超过40米的涡轮叶片的质检是在生产期间进行的。为了检查叶片后沿的连接点，可以进入到叶片中去检查，但不能走得太远，因为越往叶片的叶稍部位空间就变得越小。另外，在运行中的涡轮叶片也需要常年暴露在恶劣的环境中检查。如果叶片顶部的排水孔被堵住，其内部的水可能由于雷击而瞬间雾化，并可能从内部破坏叶片。在冬天，排水孔内部的水可能因结冰膨胀而撑破叶片。

• 解决方案

IPLEX系列里的小而轻便的视频内窥镜可以让你很容易的携带到叶片的中心区域，方便的开展叶尖周围的检测工作（比如叶片的粘接情况，或者去检测客户想了解的任何地方等等）

3. 奥林巴斯主要优点

(1) 携带便捷，工作***效

当对一个塔***70米的大型号的风力涡轮发电机检查时，检查人员需要携带检查工具爬上一个长梯。奥林巴斯提供多种不同的工业内窥镜，兼有出色的图像品质，而且很便捷。

具有***特PulsarPic技术的IPLEX所带来明亮而清晰的图像能再现齿轮箱内部的细节，特别是在观察金属部件时，经常会出现反光情况，但IPLEX能通过自动光线强度的调节或者用户自定义的精确调节来减少反光的现象发生。TrueFeel转向技术可以让操作员在齿轮箱的检测中能更精确地操控内窥镜的探头，防止探头前端的光学适配器触碰到齿轮上的润滑油。

手掌大小的手持IPLEX系列能够很轻松地执行一些很难到达角落的检查，比如风力涡轮发电机塔的顶部。

(2) 卓越的光学性能，可清晰地观察轴承的表面

轴承是涡轮变速箱里所有部件中***需要检查的部件，适用的内窥镜变化取决于轴承的位置和设计。直径为4~8.5毫米的IPLEX工业视频内窥镜可通过改变探头顶部的光学适配器来调节放大率和***佳的观察视角。利用近焦适配器的120°可视范围，通过向轴承滚柱的小缝隙内插入内窥镜的方法，使得大范围观察轴承表面成为可能。

(3) ***的工具很容易观察大型齿轮部件

整个变速箱都被加入了润滑油，因此即使变速箱已经停止，齿轮和轴承上还是会有许多油。当用内窥镜来观察这些部件的时候，不能让镜头碰到油。外径6.2毫米的IPLEX工业视频内窥镜有一个内嵌通道，能伸出一根细细的气管来，并能通过气管注入空气吹开齿轮和轴承表面的油。甚至即使油粘在探头镜头的尖端，也可以被注入的空气吹走，并可根据需要不停地擦除探头尖端的油。

另外，某些情况下，齿轮检查需要大量的光线。奥林巴斯定制的LED导管，可按操作员要求任意弯曲，通过一个入口，能够顺利地插入到变速箱内部，并向想观察的部件发射充足的LED光线。

(4) 检查助手软件提供可靠的检查记录

使用内窥镜检查一个变速箱，通常记录100~400张图片。支持各种不同的轴的轴承检查的检查图片，彼此非常相似，因此在检查过程中或检查之后，不得不努力通过所观察位置来正确地对这些相似的图片进行分类。

在这种情况下，检查助手软件是非常有效的。通过以一个软件的向导来实施一个检查，就可以检查结论为目录把检查图片分类，并给图片添加注释。检查之后，可以利用软件，用自己定制的报告格式，快速地生成一个包含至少50张图片的检查报告。

(5)其他风电解决方案

奥林巴斯也为风力设备提供超声波探测仪和X-射线分析仪检查。

超声波探测仪可以检查涡轮叶片内部损坏。另外，使用电池供电的X-射线分析仪，可以立刻探明变速箱内部润滑油中检查点的金属数量、大小和类型。