風電轉盤軸承密封圈粘接及安裝工藝分析

瓦房店軸承股份有限公司 (遼寧大連 116300) 李 智

風力發電機組用變槳軸承及偏航軸承的工作條件非常惡劣，具有海拔高、風沙大、濕度高及空氣中鹽份較高等特點，風電轉盤軸承暴露在極端的自然環境中，除了要求具有高抗腐蝕及抗氧化的能力外，風電轉盤軸承自身密封系統的有效性與可靠性是決定軸承使用壽命最關鍵的因素之一。一旦密封系統失去功效，軸承內部進入雜質將會導致軸承滾道重度磨損，甚至軸承卡死，從而造成風機無法正常工作，甚至飛車的重大事故。本文根據風電轉盤軸承的實際工況，對密封系統的結構、密封失效模式、密封圈粘接與安裝技術等方面進行詳細的論述與分析。

1.風電轉盤軸承密封系統構成

風電轉盤軸承密封系統由軸承套圈端面密封槽及密封圓臺結構及專用密封圈3部分構成;密封圈固定在軸承套圈的端面密封槽內，密封圈唇口與密封圓臺徑間采取過盈配合。如圖1、圖2所示。

圖1 密封結構形式

2.風電轉盤軸承密封系統失效模式

風電轉盤軸承處于高濕度、鹽霧及沙塵等惡劣的外部環境中，易出現密封系統的失效現象，從而縮短軸承的使用壽命。為有效地降低風電轉盤軸承的失效頻率，需對軸承密封圈系統的失效模式進行詳細的分析。

圖2 密封系統示意圖

(1)軸承密封圈自身物理性能及應用性能差:軸承密封圈材質不良;軸承密封圈耐油脂變化率高;軸承密封圈耐極端溫度變化性能差。

(2)軸承密封圈粘接與安裝質量差:軸承密封圈安裝長度不合理;軸承密封圈粘接不牢固;軸承密封圈安裝方式不合理。

針對上述第一類密封系統失效模式，可以通過優選密封圈材質及其物理性能與應用性能，來保證風電轉盤軸承密封圈的有效性與可靠性。采用德國smirt進口密封圈，其材質為丁腈橡膠 (NBR70)，此密封圈材質可在－45℃ ～70℃范圍內保持良好的物理性能，同時該密封圈具有耐低溫、耐油壓、耐鹽霧侵蝕及耐磨損等優點，其粘接性強，適用于海上、高原等惡劣的自然環境。在優選密封圈的基礎上，反映密封圈粘接與安裝技術的第二類密封系統失效模式，是影響風電轉盤軸承密封質量的關鍵因素。

3.風電轉盤軸承密封圈粘接與安裝工藝

(1)密封圈理論長度的確定:內圈及外圈密封圈理論長度，以A與B二者的中線位置為基準進行計算。

內圈密封圈理論長度 (見圖3)為

外圈密封圈理論長度 (見圖4)為

圖3 內圈密封圈理論長度

圖4 外圈密封圈理論長度

(2)密封圈粘接裝備組成:主要由上下胎模、滑座體、導向鍵、定位板及定位銷等部分組成。

(3)密封圈粘接專用工裝設計:為實現密封圈左右兩端的緊密對接，保證優良的粘接效果，設計專用的粘接工裝。先將待粘接密封圈穿入工裝上、下胎模槽內，通過導向鍵帶動滑座體及密封圈作直線滑動，實現密封圈左右兩端的精準對接 (原理見圖5)。

圖5 密封圈自動粘接專用工裝示意圖1.密封圈 2.定位銷 3.上胎模 4.下胎模

(4)密封圈裁剪技術要求:在理論密封圈長度基礎上左右兩端，需分別預留一定的修切長度;密封圈切口要求平整無缺損;密封圈切口需用板銼進行打磨，并將雜質清理干凈。

(5)密封圈粘接技術要求:將修切好的密封圈放置于專用粘接工裝槽內，調整密封圈首尾距工裝對接面的距離，使密封圈切口伸出工裝對接面2～3 mm，并將待粘接密封圈固定;使用樂泰 (LOCTITE)專用膠水均勻抹在粘接面一端，確認整個斷面無漏涂、無膠水流淌;啟動粘接工裝按鈕將密封圈兩接口自動對接在一起，并保持45～60 s，使接口粘接牢固。

(6)密封圈安裝技術規范:將待安裝密封圈軸承的端面密封槽及密封圓臺徑部位均勻涂抹少量防銹油及潤滑脂;將相對應的內圈或外圈密封圈，放置到準備安裝的密封槽位置，先圓周對稱4點固定，而后依次按8等分、16等分取中將密封圈按入密封槽內;使用氣動錘依次將每段密封圈按同一方向從前到后壓入密封槽內，要求壓入密封圈的方向要與依次壓入每段密封圈的順序方向相反。

4.結語

風電轉盤軸承密封圈粘接及安裝工藝具有操作簡捷、制造精度高及密封效果好等優點，完全滿足了風電轉盤軸承密封的技術要求，具有較強的推廣價值。