永济YJ241B 发电机轴承更换工装的研究

随着风电机组长时间运行，发电机轴承损坏率逐年增加，发电机轴承更换工作越来越多。在更换轴承过程中，一般需要先拆卸位于发电机转子轴上的集电环、进而拆除轴承，而采用传统更换方法更换发电机轴承的工作任务量大，时间长且极易损坏发电机转子电缆。因此，如何能创设一种可降低风力发电机轴承更换难度、能够在短时间内将发电机轴承更换，减轻检修维护人员工作量，缩短风力发电机故障停机时间，提高风机可利用率及保护发电机转子电缆的风力发电机轴承更换工装，成为当前极需改进的目标。

一、技术领域

本工装涉及风力发电机技术领域，尤其涉及永济 2MW 新款 YJ241B 双馈异步发电机前后轴承及集电环拆装工具。

二、背景技术

目前，对于风力发电机前后轴承及集电环拆装和安装通常采用丝杆经拉伸作用拔出轴承，但由于发电机内部结构的不同及轴承型号的不同，需研发不同的工具对其进行拆装，以保证丝杆受力均匀、减少工作时间、不损伤转子轴。

三、工装内容

本工装是针对永济 2MW 新款 YJ241B 双馈异步发电机前后轴承及集电环拆除而研发的拆装工具，所要解决的技术问题是提供一种对其受力均匀、工作时间短、不损伤转子轴的发电机前后轴承及集电环拆装工具。

为解决上述问题，本工装所述的发电机前后轴承及集电环拆装工具，其特征在于：该工具包括多功能工装圆盘一个（用于拆装前后轴承）、集电环拉盘一个（拆装集电环）、集电环过渡盘一个（用于拆装轴套）、键槽圆筒一个（保护转子轴）、圆筒一个（保护转子轴并做冲击使用）；所述多功能圆盘上设有四组丝杆，该四组丝杆的末端安装于发电机轴承内挡板上，此多功能圆盘对前后轴承及前轴承油封均通用；所述键槽圆筒是为了与其转子轴紧密安装，已保护发电机后轴承拆除时不损伤转子轴及发电机键。

所述多功能圆盘上设有内、外两组通孔，每组通孔的孔的数量至少大于等于三个，以保证部件拉拔时受力均匀。

所述丝杆通过螺母固定在所述圆盘上。

本工装与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本工装中设有四组丝杆，在对轴承进行加热后，使用四组丝杆同时受力，受力均匀，有效防止丝杆断裂及工具变形。

2、由于本工装在发电机轴上安装有圆筒，因此，可防止发电机轴损坏。

3、由于本工装中设有多功能圆盘，因此，在其更换过程中可一盘多用，有效提高工作效率缩短作业时间。

4、本工装可使维护人员能够在高空机舱现场对风力发电机前后轴承及转子集电环进行安全可靠的拆装和安装，节省了将发电机从塔架吊至地面再进行维护的时间和费用，适用于 2.0MW 永济 YJ241B 双馈异步风力发电机集电环的拆装。

四、具体实施方式

1、集电环拆除使用时具体操作如下：

⑴将发电机回路停电；

⑵拍下急停按钮（防止在拆装过程中转动）；

⑶拆下发电机碳刷、包括接地碳刷；

⑷拆除转子侧端盖发电机编码器；

⑸将转子接线做好标记，拆除（主要是为安装时，对应接线），并测量转子绝缘；

⑹将本工装技术中集电环过渡盘套至转子轴上，使用螺丝（13# 螺丝或短丝杆）将其与集电环进行连接；

⑺将本工装技术中的圆筒安装在发电机轴尾端上（保护转子引出线接头）；⑻将本工装技术中集电环拉盘通过三组丝杆与其集电环过渡盘相连接，使其与转子轴上套的圆筒贴紧，然后用螺帽上紧。

⑼两人同时对其丝杆上的螺帽进行对角紧固，利用反作用力拔出发电机集电环即可。

其中涉及工具：集电环拉盘、集电环过渡盘、圆筒、丝杆。

2、发电机后轴承拆除

使用时先将其集电环按照以上方法完成拆除，其次如下：

(1) 将本工装技术中集电环拉盘的四组丝杆的末端安装于发电机集电环锁紧环上；

(2)将本工装技术中的圆筒安装在发电机轴尾端上（保护转子引出线接头）；

(3) 将本工装技术中集电环拉盘穿过四组丝杆，使其与转子轴上套的圆筒贴紧，然后用螺帽上紧；

(4) 使用喷灯对其集电环锁紧环进行加热，加热至 120 摄氏度左右 ( 使用测温枪监测温度) ；

(5) 两人同时对其丝杆上的螺帽进行对角紧固，利用反作用力拔出发电机集

电环锁紧环；

(6) 将其轴承绝缘挡板螺丝拆除，取下绝缘挡板；(7) 将其键槽圆筒套至转子轴，将其键槽与其发电机转子轴上锁紧套的键相

对应套入（保护转子轴及键）；(8) 将本工装技术中多功能工装圆盘中心圆套入转子轴，与其键槽圆筒贴紧；(9) 穿过四组丝杆，使其与发电机后轴承封环相连接，然后用螺帽上紧；(10) 使用喷灯对其后轴承进行加热，加热至 120 摄氏度左右 ( 使用测温枪

监测温度) ；(11) 两人同时对其丝杆上的螺帽进行对角紧固，利用反作用力拔出发电机

后轴承封环；(12) 拆下轴承前端挡油盘（用电动扳手拧下挡油盘与轴承座间的连接螺栓，

然后抬下挡油盘），并清理挡油盘与轴承接触面的废油脂；(13) 拆除大端盖（大端盖）螺丝，使用吊葫芦与机舱吊车将轴承座顺势从

轴上取下，然后松开吊车用倒链将轴承座悬挂至发电机右侧（悬挂刚好离开地

面即可）。(14) 将本工装技术中多功能工装圆盘中心圆套入转子轴，与其键槽圆筒贴

紧；(15) 穿过四组丝杆，使其与发电机后轴承内挡板相连接，然后用螺帽上紧；(16) 使用喷灯对其后轴承进行加热，加热至 120 摄氏度左右 ( 使用测温枪

监测温度) ；(17) 两人同时对其丝杆上的螺帽进行对角紧固，利用反作用力拔出发电机

后轴承及内挡板；

其中涉及工具：多功能工装圆盘、集电环拉盘、键槽圆筒、圆筒、丝杆。

五、结论

永济 YJ241B 发电机前后轴承及集电环拆装工具，能有效低风力发电机轴承更换难度、能够在短时间内将发电机轴承更换，减轻检修维护人员工作量，缩短风力发电机故障停机时间，提高风机可利用率及保护发电机转子电缆，其特征在于：

1. 多功能工装圆盘既可以拆除发电机前轴承、后轴承，还可以用于拆除前后轴承封环（也称轴承甩油环），实现了对其 FAG 6344 大轴承拆除的通用性及多功能；

2. 集电环拉盘与集电环过渡盘的结合使用对其摩根 BGB 集电环起到了很好的保护作用，且能方便快捷的将其拆除。

3. 圆筒在拆除集电环时，起到了对其发电机转子尾部引出线接头的保护。

4. 键槽圆筒在拆除后轴承油封及轴承时，起到了保护转子轴及键（集电环键）的作用，同时对多功能工装圆盘起到了支撑作用，使其与油封及轴承保持一定的安全距离。

参考文献：

[1] 工程图学 , 高金莲主编，机械工业出版社

[2] 风力发电机轴承轴电流损伤研究，孟宪文，湖南科技大学

[3] 机械零件课程设计，郭奇亮舒主编，贵州人民出版社

[4] AutoCAD 在工程制图中三维辅助教学应用，陈敏志，山西建筑