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风力发电机变桨轴承润滑油脂的选用

2018-10-29 12:01:48

风力发电机变桨轴承润滑油脂的选用

为保证变桨轴承安全可靠运转,在变桨轴承工作时尽量减少摩擦和磨损,避免变桨轴承内部沟道与钢球表面失效,必须对轴承进行润滑。轴承的润滑还有散热、防尘、防锈、密封、缓冲等作用。

轴承的润滑方式可分为脂润滑和油润滑两种。为了延长变桨轴承的使用寿命,必须根据轴承的使用条件,采用适宜的润滑方式。润滑脂具有粘附性好、不流失、不滴落、抗压性好、密封防尘性好、抗腐蚀性好等特点。在低速、中速、中温、高载荷运转的轴承中使用很普遍。由于变桨轴承的工况是高载荷、低转速,故变桨轴承都采用脂润滑的方式。润滑脂是由基础油、增稠剂及添加剂组成的介于固体和半流体之间的润滑剂。在润滑脂中基础油的含量占到80%至95%,只有当滑脂受到压力时基础油从滑脂中流出才能起到润滑的效果,当压力消失,基础油会被滑脂重新吸收,润滑脂的润滑性能是由基础油的性能决定的。滑脂的稠度(从软到硬)是由滑脂内增稠剂数量所决定的,液体滑脂可仅含2%的增稠剂,而稠的滑脂可含约20%的增稠剂。添加剂的含量和种类的不同能形成各种不同特性润滑脂,轴承常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。

根据变桨轴承的实际工况,变桨轴承润滑脂的选取主要考虑到油脂的添加剂种类、油脂的粘度、油脂的滴点、;E13N的泵送性能和油脂的针入度等性能。

润滑脂粘度主要指的是基础油的粘度,基础油粘度是选取润滑脂的一个重要的指标。我们可用DmN值来近似确定应选取的润滑油脂的粘度值,公式为:

式中D外是变桨轴承外径,D内是变桨轴承内径,N为变桨轴承变桨时的转速。由于润滑脂的粘度与使用温度有着很密切的关系,即使同种润滑脂在不同的使用温度下其表现出的粘度差异是很大的,温度每下降50C,油脂表现的粘度即会翻倍,因此在选择润滑脂时,要综合考虑变桨轴承的外界环境温度和轴承的载荷(轴承所受载荷越大,变桨时轴承的发热量也越大),根据轴承工作时的温度范围和计算出的DmN值,选取合适的润滑脂产品。

在典型的润滑脂中,添加剂的含量为0至15%,不同的添加剂用于增强润滑脂不同的性能,如耐极端压力、抗磨损、防生锈、抗腐蚀、抗氧化、减少摩擦等性能。随着我国风电事业的快速发展,适用于各种复杂环境的风力发电机型相继出现,如海上机型,3MW、5MW机型,低温型,高原型等。变桨轴承在不同的环境下工作,在选择润滑脂时也要考虑不同的添加剂。如钙基脂因不易溶于水,海上风机的变桨轴承润滑脂应钙基脂,而钠基脂易溶于水则应在干燥和水分少的环境条件下使用,对于3MW和5MW等大功率机型,因其变桨轴承所受载荷大,在选用润滑脂时,应采用耐极端压力的。

油脂的滴点也是选取润滑油脂的一个重要的性能指标。油脂的滴点是基础油从增稠剂中释放出来且无法被增稠剂再吸收时的温度。油脂的滴点与工作温度有关系,但两者并非相同。在选取变桨轴承润滑脂时,要参考变桨轴承一年内的的工作温度,然后选取相府滴点的润滑脂。

此外,油脂的针入度,和油脂的泵送性也是选取变桨轴承润滑脂时应考虑的性能指标。轴承的负荷越大,选用针入度越小的润滑脂类型,以保证在接触面间有效地形成润滑油膜。而影响油脂泵送性的因素较为复杂,既包括油脂本身的粘度、滑脂中增稠剂的百分比等因素,也包括滑脂的工作环境因素,如滑脂的功能工作温度、输送滑脂的管道长度和分配同类型等。

变桨轴承润滑脂的选取是一个综合性的分析判断过程,必须从变桨轴承的机械结构、变桨轴承所受载荷以及变桨轴承的具体工作环境等因素进行综合考虑。

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