某风电机组变桨轴承与轮毅连接螺栓断裂原因分析探讨

　　1．背景

　　某项目现场的7#, 31#, 27#机组变桨轴承与轮毅联接双头螺栓出现断裂情况，其中2013年6月13日发现7#机组螺栓断裂2颗，2013年8月16日发现31#机组螺栓断裂1颗，2013年9月22日、10月及2014年1月14日发现27#机组螺栓断裂各1颗。

　　变桨轴承与轮毅联接处厚度均为169mm，双头螺柱露出变桨轴承长度为70士lm,轮毅内M30螺纹。孔光孔深度为12m。即双头螺柱与轮毅旋合第一扣的距离L=169+70+12+3.5（一个螺距）=254.5mm.现场检查该机组的相邻螺栓及另外两支叶片上的联接螺栓，未发现螺栓松动，机组未见其他异常。该批断裂螺栓强度等级为10.9级，由图1可以看出，两颗螺栓断裂位置均为螺栓与螺纹孔旋合最后一扣位置。

　　现场找到一颗完整断裂螺栓，断面清晰，见图2、图3。由图中可以看出，该螺栓断口为典型的疲劳断口，有明显的贝纹状疲劳线。由线条很细腻可以看出，造成螺栓疲劳撕裂的应力幅值较小，最后断裂位置区域很小，也能说明这一点（该颗螺栓是在更换过程中，拆卸时拧断）。

　　为方便描述断裂螺栓所在位置，特按以下规则对螺栓位置进行编号：叶片顺桨，断螺栓的轴承对应的叶片锁定在左侧斜向上方向，站在叶根，面向变桨轴承，以右手边固定变桨柜支架螺栓左侧第一颗螺栓编号为1#，逆时针方向依次为2#、3#--59#、60#，如图1所示。以上机组螺栓断裂位置见表1。

　　图4:螺栓位置编号

　　由于设备局限，本次共使用8个压力传感器，因此传感器布置位置有限。由表1可知，螺栓断裂主要集中在1#到7#螺栓位，故此处作为布放传感器的重点位置，为与该部位做对比，重点部位对称方向及垂直方向各布置1颗传感器，各螺栓位置与传感器对应的编号为：1#螺栓一1#传感器、3#螺栓一2#传感器、4#螺栓一3#传感器、6#螺栓一4#传感器、52#螺栓一5#传感器、7#螺栓一6#传感器、22#螺栓一7#传感器、37#螺栓一8#传感器，机组在正常工作时（叶片在0度位置），叶片翼缘与传感器布置位置见图5。