風力發電機軸承潤滑方式的改進

胡興

摘 要：風力發電機的穩定工作依賴于軸承的性能，良好的潤滑劑可以提高軸承的工作效率，延長風電設備的工作壽命，合適的潤滑方式也可以達到事半功倍的效果。本文將首先從風力發電機的整體潤滑和部分潤滑兩方面闡述問題，最后概述潤滑狀態。因此，風力發電機的軸承潤滑方式問題不容忽視，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。

關鍵詞：風力發電機 潤滑 軸承 檢修

中圖分類號：TH117 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0070-02

如今，中國的工業發展迅速，工業水平已經頗為成熟，中國制造也已經處于世界前列。因此，對中國的機械發展有很強的推動作用，其中風力發電技術也會在這個浪潮中得到大幅度的提升。

我國大部分風力發電機組的零部件都實現了自產自用，很少依賴于國外技術。許多地方的風力發電設備的重量也在逐漸增大，高度也有較大的提升，甚至達到了一些發達國家的水平。但是，設備功能越完善，也就意味著設備的技術水平越高，要嚴格控制設備的運轉，防止發生故障。在風力發電機中，軸承是十分重要的部分，良好的軸承可以保證機器的工作效率。

1 風力發電機潤滑

潤滑劑在機械設備中具有重要的作用，是任何機械設備不可或缺的部分，良好的潤滑劑可以很好地改善設備的軸承轉動，提升工作效率。風力設備的通常工作在山上，自身高度可達到幾十米甚至數百米，在這種情況下，良好的潤滑劑在提升工作效率的同時還可以減小機械軸承的損耗，降低風電設備的故障率。如果潤滑劑效果不佳，則會加大軸承損耗，造成機械設備的故障。這樣工作人員不光要將維修設備運到山上，還要上升到風機關鍵部位進行拆解維修，這種情況下不光難度和費用較大，工作人員還會伴隨有較大的安全隱患。

不同于其他發電機，風力發電機工作在戶外，會遭遇各種惡劣的天氣以及一些不可預知的風險，因此在工作時要有足夠的穩定性來應對外部環境的變化。風力發電機長期不停地運轉，普通的潤滑劑難以長期維持其工作，所以對潤滑劑有一定的要求，如黏度指數、過濾性能和清潔能力以及抗磨損性能等方面。

風力發電機地潤滑一般分為整體潤滑和部分潤滑這兩個部分。

1.1 整體潤滑

潤滑泵的輸送性能可以改善軸承的轉動，確保風電設備的穩定運行。潤滑量應當根據實際選擇合適的量，不應過多或者過少，否則都會給設備造成損壞。自動注脂式潤滑泵在潤滑過程中有很好的效果，一般用于大型風電設備中，一般有以下兩方面的要求：（1）風電發電設備內部空間狹小，內部零件十分緊湊，因此難以留有足夠的空間給大型潤滑輸送泵進行工作，無法保證潤滑脂可以在潤滑系統中傳送到目的地。對于一些海拔高或者緯度高的地方，風電設備的工作環境溫度都很低，甚至達到零下幾十度。這種情況下一般潤滑劑的流動性都會大大降低，難以輸送到指定地點。（2）風力發電機內部由于電熱或者摩擦會有較高的溫度，可能會造成潤滑劑的氧化或者軟化，造成潤滑劑從軸承縫隙中溢出，所以，潤滑劑也要求有一定的耐高溫、抗氧化性能。

所以，風力發電設備所使用的潤滑脂黏度不光要有耐低溫性，保證在低溫環境下可以有一定的流動性，還要求具有耐高溫、抗氧化性，能夠在高溫時不氧化，不從軸承縫隙流失。為保證潤滑脂黏度的要求，應當采用特種有機稠化劑稠化合成油，再添加一些其他的輔料。另外，風電設備工作環境溫差較大，干濕不均，晝夜交替，雨雪交加，部分地區還伴隨有風沙困擾，因此為保證風力發電機的穩定運行潤滑脂需滿足下面3個要求：（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境中潤滑劑可以起保護作用，將軸承與外界隔離。（3）耐壓性，風力發電機在工作時會受到外界的沖擊，加重其負荷，潤滑脂應當能夠承受住較大的壓力和磨損，防止軸承損壞。

1.2 部分潤滑

風力發電機軸承結構如圖1所示。

1.2.1 主軸軸承

風力發電機的主軸軸承是其最重要的機械部分，性能的高低、潤滑的好壞都會直接影響風力發電機的壽命。主軸軸承位于整個設備的中心部位，承載著最大的重量。風機主軸在工作過程中與輪轂同步轉動，這是低速重載類軸承。通常采用潤滑泵集中泵送潤滑脂的傳送方式，將潤滑油幾種傳送到各個制定部位。

1.2.2 發電機軸承

如果風力發電機和主軸同步轉動，載荷也都幾乎相同，那么可以一樣的潤滑脂，另外傳送方式可以采用上述的潤滑泵集中泵送潤滑脂。風電設備在工作過程中會由于高速轉動而產生大量的熱，因此不光要保證潤滑脂在這種情況下不會氧化或者流失，還要增強設備的散熱性，降低設備的溫度。

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，要求潤滑脂能夠在大力矩下保持潤滑效果。除此之外，偏航軸承的一部分還工作在設備外部，因此很容易摻入灰塵、沙石，還會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境的影響。偏航軸承通常也采用泵送潤滑。

1.2.4 齒輪箱

風力發電機齒輪箱加入合適的潤滑可以減小轉動中的磨損，延長齒輪箱的工作壽命。一般的直驅風機不采用增速齒輪箱，所以在選擇潤滑脂的過程中通常以偏航減速機的參數為標準，另外還會引入變槳減速機的參數。但是增速齒輪箱對部分風機有重要的作用，因此需要嚴格把握潤滑油的以下幾點標準。

（1）微點蝕防護。

變速箱的結構一般都十分復雜，各個零件以及齒輪的安裝也十分緊湊，齒輪的工作強度也十分高，因此都通過一定的技術處理使其性能提升，但是工作環境在不斷變化，多變的氣候和載荷沖擊容易造成齒輪的性能發生改變，產生微點蝕的狀況，因此選擇的齒輪潤滑油應當可以保護齒輪免受微點蝕的困擾。

（2）高低溫黏性能。

我國風力發電機主要分布于東北、華北、西北以及沿海地區，這些區域氣候變化顯著，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都具有良好的性能。

2 潤滑狀態分析

一方面，合適的潤滑油可以減小風電設備的損耗，保證風電設備的穩定運行。另一方面，合適的潤滑方法也是機械工作的重要部分，良好的潤滑方法可以達到事半功倍的效果。

風力發電機的內部構造十分復雜，工作狀態也會有所不同，所以應當根據設備內部環境設計合適的潤滑方法。除此之外，還要考慮風電設備外部壞境的變化和影響，這就要求工作人員全面監控設備的潤滑狀態。對監控得到的數據進行分析判斷，進而作出合適的潤滑方案。

參考文獻

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