風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑方式的改進(jìn)

胡興

摘 要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定工作依賴于軸承的性能，良好的潤(rùn)滑劑可以提高軸承的工作效率，延長(zhǎng)風(fēng)電設(shè)備的工作壽命，合適的潤(rùn)滑方式也可以達(dá)到事半功倍的效果。本文將首先從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整體潤(rùn)滑和部分潤(rùn)滑兩方面闡述問(wèn)題，最后概述潤(rùn)滑狀態(tài)。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承潤(rùn)滑方式問(wèn)題不容忽視，如何改善軸承零件、選擇合適的銜接方式是必要的研究課題。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī) 潤(rùn)滑 軸承 檢修

中圖分類號(hào)：TH117 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（c）-0070-02

如今，中國(guó)的工業(yè)發(fā)展迅速，工業(yè)水平已經(jīng)頗為成熟，中國(guó)制造也已經(jīng)處于世界前列。因此，對(duì)中國(guó)的機(jī)械發(fā)展有很強(qiáng)的推動(dòng)作用，其中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也會(huì)在這個(gè)浪潮中得到大幅度的提升。

我國(guó)大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的零部件都實(shí)現(xiàn)了自產(chǎn)自用，很少依賴于國(guó)外技術(shù)。許多地方的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重量也在逐漸增大，高度也有較大的提升，甚至達(dá)到了一些發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。但是，設(shè)備功能越完善，也就意味著設(shè)備的技術(shù)水平越高，要嚴(yán)格控制設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，防止發(fā)生故障。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，軸承是十分重要的部分，良好的軸承可以保證機(jī)器的工作效率。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑

潤(rùn)滑劑在機(jī)械設(shè)備中具有重要的作用，是任何機(jī)械設(shè)備不可或缺的部分，良好的潤(rùn)滑劑可以很好地改善設(shè)備的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，提升工作效率。風(fēng)力設(shè)備的通常工作在山上，自身高度可達(dá)到幾十米甚至數(shù)百米，在這種情況下，良好的潤(rùn)滑劑在提升工作效率的同時(shí)還可以減小機(jī)械軸承的損耗，降低風(fēng)電設(shè)備的故障率。如果潤(rùn)滑劑效果不佳，則會(huì)加大軸承損耗，造成機(jī)械設(shè)備的故障。這樣工作人員不光要將維修設(shè)備運(yùn)到山上，還要上升到風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部位進(jìn)行拆解維修，這種情況下不光難度和費(fèi)用較大，工作人員還會(huì)伴隨有較大的安全隱患。

不同于其他發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作在戶外，會(huì)遭遇各種惡劣的天氣以及一些不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，因此在工作時(shí)要有足夠的穩(wěn)定性來(lái)應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的變化。風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，普通的潤(rùn)滑劑難以長(zhǎng)期維持其工作，所以對(duì)潤(rùn)滑劑有一定的要求，如黏度指數(shù)、過(guò)濾性能和清潔能力以及抗磨損性能等方面。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)地潤(rùn)滑一般分為整體潤(rùn)滑和部分潤(rùn)滑這兩個(gè)部分。

1.1 整體潤(rùn)滑

潤(rùn)滑泵的輸送性能可以改善軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，確保風(fēng)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。潤(rùn)滑量應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際選擇合適的量，不應(yīng)過(guò)多或者過(guò)少，否則都會(huì)給設(shè)備造成損壞。自動(dòng)注脂式潤(rùn)滑泵在潤(rùn)滑過(guò)程中有很好的效果，一般用于大型風(fēng)電設(shè)備中，一般有以下兩方面的要求：（1）風(fēng)電發(fā)電設(shè)備內(nèi)部空間狹小，內(nèi)部零件十分緊湊，因此難以留有足夠的空間給大型潤(rùn)滑輸送泵進(jìn)行工作，無(wú)法保證潤(rùn)滑脂可以在潤(rùn)滑系統(tǒng)中傳送到目的地。對(duì)于一些海拔高或者緯度高的地方，風(fēng)電設(shè)備的工作環(huán)境溫度都很低，甚至達(dá)到零下幾十度。這種情況下一般潤(rùn)滑劑的流動(dòng)性都會(huì)大大降低，難以輸送到指定地點(diǎn)。（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部由于電熱或者摩擦?xí)休^高的溫度，可能會(huì)造成潤(rùn)滑劑的氧化或者軟化，造成潤(rùn)滑劑從軸承縫隙中溢出，所以，潤(rùn)滑劑也要求有一定的耐高溫、抗氧化性能。

所以，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所使用的潤(rùn)滑脂黏度不光要有耐低溫性，保證在低溫環(huán)境下可以有一定的流動(dòng)性，還要求具有耐高溫、抗氧化性，能夠在高溫時(shí)不氧化，不從軸承縫隙流失。為保證潤(rùn)滑脂黏度的要求，應(yīng)當(dāng)采用特種有機(jī)稠化劑稠化合成油，再添加一些其他的輔料。另外，風(fēng)電設(shè)備工作環(huán)境溫差較大，干濕不均，晝夜交替，雨雪交加，部分地區(qū)還伴隨有風(fēng)沙困擾，因此為保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行潤(rùn)滑脂需滿足下面3個(gè)要求：（1）抗寒耐熱，在-50～200℃之間都要有良好的性能。（2）耐腐蝕，在一些惡劣的氣候環(huán)境中潤(rùn)滑劑可以起保護(hù)作用，將軸承與外界隔離。（3）耐壓性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作時(shí)會(huì)受到外界的沖擊，加重其負(fù)荷，潤(rùn)滑脂應(yīng)當(dāng)能夠承受住較大的壓力和磨損，防止軸承損壞。

1.2 部分潤(rùn)滑

風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2.1 主軸軸承

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸軸承是其最重要的機(jī)械部分，性能的高低、潤(rùn)滑的好壞都會(huì)直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命。主軸軸承位于整個(gè)設(shè)備的中心部位，承載著最大的重量。風(fēng)機(jī)主軸在工作過(guò)程中與輪轂同步轉(zhuǎn)動(dòng)，這是低速重載類軸承。通常采用潤(rùn)滑泵集中泵送潤(rùn)滑脂的傳送方式，將潤(rùn)滑油幾種傳送到各個(gè)制定部位。

1.2.2 發(fā)電機(jī)軸承

如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)和主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷也都幾乎相同，那么可以一樣的潤(rùn)滑脂，另外傳送方式可以采用上述的潤(rùn)滑泵集中泵送潤(rùn)滑脂。風(fēng)電設(shè)備在工作過(guò)程中會(huì)由于高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生大量的熱，因此不光要保證潤(rùn)滑脂在這種情況下不會(huì)氧化或者流失，還要增強(qiáng)設(shè)備的散熱性，降低設(shè)備的溫度。

1.2.3 偏航軸承

與其他軸承不同的是，偏航軸承需要承受極大的顛覆力矩，要求潤(rùn)滑脂能夠在大力矩下保持潤(rùn)滑效果。除此之外，偏航軸承的一部分還工作在設(shè)備外部，因此很容易摻入灰塵、沙石，還會(huì)受到雨雪天氣的困擾，所以還要求軸承的有足夠的密封性以隔絕外部環(huán)境的影響。偏航軸承通常也采用泵送潤(rùn)滑。

1.2.4 齒輪箱

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱加入合適的潤(rùn)滑可以減小轉(zhuǎn)動(dòng)中的磨損，延長(zhǎng)齒輪箱的工作壽命。一般的直驅(qū)風(fēng)機(jī)不采用增速齒輪箱，所以在選擇潤(rùn)滑脂的過(guò)程中通常以偏航減速機(jī)的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，另外還會(huì)引入變槳減速機(jī)的參數(shù)。但是增速齒輪箱對(duì)部分風(fēng)機(jī)有重要的作用，因此需要嚴(yán)格把握潤(rùn)滑油的以下幾點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）微點(diǎn)蝕防護(hù)。

變速箱的結(jié)構(gòu)一般都十分復(fù)雜，各個(gè)零件以及齒輪的安裝也十分緊湊，齒輪的工作強(qiáng)度也十分高，因此都通過(guò)一定的技術(shù)處理使其性能提升，但是工作環(huán)境在不斷變化，多變的氣候和載荷沖擊容易造成齒輪的性能發(fā)生改變，產(chǎn)生微點(diǎn)蝕的狀況，因此選擇的齒輪潤(rùn)滑油應(yīng)當(dāng)可以保護(hù)齒輪免受微點(diǎn)蝕的困擾。

（2）高低溫黏性能。

我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要分布于東北、華北、西北以及沿海地區(qū)，這些區(qū)域氣候變化顯著，溫濕不一，溫度跨度也較大，因此要求齒輪油具有耐高低溫的性能，在一定的溫度范圍內(nèi)都具有良好的性能。

2 潤(rùn)滑狀態(tài)分析

一方面，合適的潤(rùn)滑油可以減小風(fēng)電設(shè)備的損耗，保證風(fēng)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面，合適的潤(rùn)滑方法也是機(jī)械工作的重要部分，良好的潤(rùn)滑方法可以達(dá)到事半功倍的效果。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，工作狀態(tài)也會(huì)有所不同，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)合適的潤(rùn)滑方法。除此之外，還要考慮風(fēng)電設(shè)備外部壞境的變化和影響，這就要求工作人員全面監(jiān)控設(shè)備的潤(rùn)滑狀態(tài)。對(duì)監(jiān)控得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，進(jìn)而作出合適的潤(rùn)滑方案。

參考文獻(xiàn)

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