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风力发电机组主轴连接螺栓断裂原因分析

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：张文全

[导读] 摘要：随着我国经济的快速发展，我国的资源消耗巨大，为了节约能源并且有效地控制能源消耗，因此风力发电迅速发展起来。

        （身份证号码：15212319820106xxxx 内蒙古通辽 0240000）
        摘要：随着我国经济的快速发展，我国的资源消耗巨大，为了节约能源并且有效地控制能源消耗，因此风力发电迅速发展起来。但是随着其快速的发展，很多生产商为了跟随其发展速度，快速地进行生产以此去占据市场，往往忽略了产品的质量安全问题，从而导致风力发电机存在着一定的安全隐患，目前在国外已有多起因风力发电机主轴脱落断裂而产生的事故发生，因此我国的相关部门也应该认真去考虑其中存在的问题，从而防止问题的发生。
        关键词：风力发电机组；主轴连接螺栓；断裂原因；分析
        引言：
        随着风力发电机的快速发展，其生产商为了更加快速的获得生产效益，从而去占据市场，因此对其产品的质量问题并没有非常重视，虽然生产的产品在其容量上以及外观上都非常的可观，但是其产品质量并没有完全尽人意，从而导致这些年风力发电机经常因为其大部件的质量问题而发生事故，同时事故发生后生产企业不仅需要耗费大量的财力、人力以及物资等等方面进行善后工作，还会在一定程度上让其企业形象大大受损，因此本文针对于风力发电机主轴连接螺栓断裂的原因进行分析与研究。
        一、螺栓断裂原因分析
        （一）螺栓生产质量不过关导致断裂
        在生产商进行螺栓生产时，因其企业为了更加快速的进行生产，从而忽视了其产品的质量问题，也没有严格的去要求生产人员严格的关注每个细节问题，因此生产的螺栓表面产生了刀痕，然后再将螺栓进行加工由滚丝机挤压成型并且加工螺纹，但是经过这一过程其刀痕还是存在并未消除，同时这些刀痕最终在其螺纹的底部形成应用力集中，从而在后期风力发电机在使用的过程中，造成疲劳源，最终导致螺栓断裂，发生事故[1]。
        （二）螺栓顶紧力过大导致螺栓断裂
        当其部件生产完成后，安装工作人员对风力发电机进行安装时，有些安装关注人员并没有非常专业的相关知识，也没有一定的技术水平，因此在安装时并没有按照其标准进行安装，也没有运用其配套的预紧扳手进行安装，而是以为的按照其自身的安装经验进行安装，从而使得螺栓在安装过程中出现顶紧力过大的现象发生，因此在后期的使用过程中，造成螺栓损伤，出现缩紧的情况，最终导致螺栓断裂。
        （三）螺栓在热处理过程中出现问题导致断裂
        在螺栓进行热处理的过程中，由于施工人员并没有严格的把控其热处理的温度以及其保温的时间，从而导致螺栓在热处理产生组织上的变化，这种组织的不正常使得螺栓很容易出现脆断的情况，同时该组织的变化也会使裂纹发生扩散，从而导致螺栓的冲击韧性降低。因此在后期螺栓在其运用过程中很容易出现各种问题，从而导致事故的产生[2]。
        （四）螺栓在加工时工序出现问题导致断裂
        有些厂家为了更好更快的获得生产效益，因此在螺栓生产工序方面出现倒置或者替换其它设备进行加工的现象，比如厂家在螺栓热处理完成后，将辊丝机用别的机械设备去代替用来进行加工螺栓，而这种加工方式并不是非常适用于螺栓的加工，并且不仅会在一定程度上破坏螺栓的组织，同时还会降低螺纹的强度，并且刀具在加工时所产生的摩擦力以及振动都会使得螺纹以及其根部加工的不均匀，最终在其使用过程中受力也会出现不均匀的现象，从而导致螺栓断裂。

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        二、风力发电机主轴螺栓加工过程中的建议
        （一）加强螺栓生产质量
        因为生产商重视其生产速度在一定程度上忽视了其产品的质量，并且造成螺栓在其生产过程中质量不过关，最终在其使用过程中出现断裂的现象，从而导致事故的发生。同时这在一定程度上也对其企业声誉造成了一系列的影响，因此生产商必须在保证其生产效益的同时对其质量严格把控起来，首先加强生产施工人员以及安装技术人员的专业知识以及技术水平的提升，加强大家对于产品质量的重视，其次提高螺栓表面的加工质量，减少刀痕的出现并且保证螺栓的表面粗细度达到其标准，从而减少螺栓出现短路的现象[3]。
        （二）安装时注意螺栓顶紧力强度
        在进行安装时，安装人员必须要有非常专业的知识以及技术水平，同时在对螺栓进行把紧时建议使用其配套的预紧扳手，并且按照其标准的顶紧力进行装配，从而减少因为顶紧力过大造成的缩颈现象的发生，最终导致在其使用过程中发生断裂的情况。
        （三）严格把控螺栓热处理时间
        因为技术人员在螺栓热处理时并没有严格的把控其处理时间与时长，从而导致其自身组织出现问题，因此在螺栓热处理过程中技术人员因严格把控好螺栓在热处理时的温度以及其保温的时间，让螺栓的强度及韧性都有所提升，最终使其在风力发电机的运用中增加其使用寿命。
        （四）严格把控螺栓生产工序
        螺栓在进行生产时必须严格按照其生产工序来进行，同时在其螺纹的加工上必须运用辊丝机加工并且运用辊制螺手对其进行装配，而在其实际运用中关键部分的螺纹要采取无纹的方式，而热处理这个工序需要在螺纹加工之前进行，并严格做好螺栓没有损坏的检查，减少其带有缺陷进行加工的几率，这样才能更好的保证螺纹的应压力，从而减少裂纹的出现，如果在其加工过程中，运用车床进行加工螺纹的话，很容易降低螺纹的强度，同时非常容易留下其加工的痕迹，最终导致裂纹的发生[4]。
        三、结束语
        综上所述，随着我国经济的快速发展，对于风力发电机的需求也在逐渐增长，因此很多生产商都看准了商机，想要快速的发展并占领市场，而在其对于大部件的生产过程中对其生产速度十分看重，从而忽视了产品的质量，最终导致其产品在使用过程中容易出现断裂的现象，本文根据其生产质量、顶紧力方面以及其在生产过程中的热处理和生产工序方面进行了分析，并且给出了相应的建议，希望其生产商严格把控螺栓在生产过程中的质量问题以及细节问题。同时还需要加强其生产人员的专业知识以及技术水平，从而使螺栓的质量得到提升，减少其断裂现象的发生，最终减少风力发电机的事故发生，提供其生产效益。
        参考文献：
        [1]赵迪, 李云龙, 张刚. 风电机组高强度连接螺栓断裂原因分析及优化[J]. 装备制造技术, 2020, No.303(03):203-205.
        [2]顾富斌, 付长江. 风电机组轮毂与延长节连接螺栓断裂原因分析探讨[C]// 中国风电后市场专题研讨会. 2015.
        [3]顾富斌, 武飞, 常宝军. 某型风电机组偏航轴承与机架连接螺栓断裂原因分析探讨[C]// 第二届中国风电后市场专题研讨会论文集. 2015.
        [4]武飞, 常宝军, 顾富斌,等. 某风电机组变桨轴承与轮毂连接螺栓断裂原因分析及改进建议[C]// 中国农机工业协会风能设备分会风能产业(2015年第1期). 2015.