風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承潤(rùn)滑油脂的選用
www.sinolub.com 2013-03-04 中國(guó)潤(rùn)滑油信息網(wǎng)
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為保證變槳軸承安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，在變槳軸承工作時(shí)盡量減少摩擦和磨損，避免變槳軸承內(nèi)部溝道與鋼球表面失效，必須對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。軸承的潤(rùn)滑還有散熱、防塵、防銹、密封、緩沖等作用。
軸承的潤(rùn)滑方式可分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑兩種。為了延長(zhǎng)變槳軸承的使用壽命，必須根據(jù)軸承的使用條件，采用適宜的潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑脂具有粘附性好、不流失、不滴落、抗壓性好、密封防塵性好、抗腐蝕性好等特點(diǎn)。在低速、中速、中溫、高載荷運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承中使用很普遍。由于變槳軸承的工況是高載荷、低轉(zhuǎn)速，故變槳軸承都采用脂潤(rùn)滑的方式。潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、增稠劑及添加劑組成的介于固體和半流體之間的潤(rùn)滑劑。在潤(rùn)滑脂中基礎(chǔ)油的含量占到80%至95%，只有當(dāng)滑脂受到壓力時(shí)基礎(chǔ)油從滑脂中流出才能起到潤(rùn)滑的效果，當(dāng)壓力消失，基礎(chǔ)油會(huì)被滑脂重新吸收，潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑性能是由基礎(chǔ)油的性能決定的。滑脂的稠度(從軟到硬)是由滑脂內(nèi)增稠劑數(shù)量所決定的，液體滑脂可僅含2%的增稠劑，而最稠的滑脂可含約20%的增稠劑。添加劑的含量和種類的不同能形成各種不同特性潤(rùn)滑脂，軸承常用的潤(rùn)滑脂有鈣基潤(rùn)滑脂、鈉基潤(rùn)滑脂、鈣鈉基潤(rùn)滑脂、鋰基潤(rùn)滑脂、鋁基潤(rùn)滑脂和二硫化鉬潤(rùn)滑脂等。
根據(jù)變槳軸承的實(shí)際工況，變槳軸承潤(rùn)滑脂的選取主要考慮到油脂的添加劑種類、油脂的粘度、油脂的滴點(diǎn)、;E13N的泵送性能和油脂的針入度等性能。
潤(rùn)滑脂粘度主要指的是基礎(chǔ)油的粘度，基礎(chǔ)油粘度是選取潤(rùn)滑脂的一個(gè)重要的指標(biāo)。我們可用DmN值來近似確定應(yīng)選取的潤(rùn)滑油脂的粘度值，公式為：
式中D外是變槳軸承外徑，D內(nèi)是變槳軸承內(nèi)徑，N為變槳軸承變槳時(shí)的轉(zhuǎn)速。由于潤(rùn)滑脂的粘度與使用溫度有著很密切的關(guān)系，即使同種潤(rùn)滑脂在不同的使用溫度下其表現(xiàn)出的粘度差異是很大的，溫度每下降50C，油脂表現(xiàn)的粘度即會(huì)翻倍，因此在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，要綜合考慮變槳軸承的外界環(huán)境溫度和軸承的載荷(軸承所受載荷越大，變槳時(shí)軸承的發(fā)熱量也越大)，根據(jù)軸承工作時(shí)的溫度范圍和計(jì)算出的DmN值，選取最合適的潤(rùn)滑脂產(chǎn)品。
在典型的潤(rùn)滑脂中，添加劑的含量為0至15%，不同的添加劑用于增強(qiáng)潤(rùn)滑脂不同的性能，如耐極端壓力、抗磨損、防生銹、抗腐蝕、抗氧化、減少摩擦等性能。隨著我國(guó)風(fēng)電事業(yè)的快速發(fā)展，適用于各種復(fù)雜環(huán)境的風(fēng)力發(fā)電機(jī)型相繼出現(xiàn)，如海上機(jī)型，3MW、5MW機(jī)型，低溫型，高原型等。變槳軸承在不同的環(huán)境下工作，在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)也要考慮不同的添加劑。如鈣基脂因不易溶于水，海上風(fēng)機(jī)的變槳軸承潤(rùn)滑脂應(yīng)首選鈣基脂，而鈉基脂易溶于水則應(yīng)在干燥和水分少的環(huán)境條件下使用，對(duì)于3MW和5MW等大功率機(jī)型，因其變槳軸承所受載荷大，在選用潤(rùn)滑脂時(shí)，應(yīng)采用耐極端壓力的。
油脂的滴點(diǎn)也是選取潤(rùn)滑油脂的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。油脂的滴點(diǎn)是基礎(chǔ)油從增稠劑中釋放出來且無法被增稠劑再吸收時(shí)的溫度。油脂的滴點(diǎn)與最高工作溫度有關(guān)系，但兩者并非相同。在選取變槳軸承潤(rùn)滑脂時(shí)，要參考變槳軸承一年內(nèi)的最高的工作溫度，然后選取相府滴點(diǎn)的潤(rùn)滑脂。
此外，油脂的針入度，和油脂的泵送性也是選取變槳軸承潤(rùn)滑脂時(shí)應(yīng)考慮的性能指標(biāo)。軸承的負(fù)荷越大，選用針入度越小的潤(rùn)滑脂類型，以保證在接觸面間有效地形成潤(rùn)滑油膜。而影響油脂泵送性的因素較為復(fù)雜，既包括油脂本身的粘度、滑脂中增稠劑的百分比等因素，也包括滑脂的工作環(huán)境因素，如滑脂的功能工作溫度、輸送滑脂的管道長(zhǎng)度和分配同類型等。
變槳軸承潤(rùn)滑脂的選取是一個(gè)綜合性的分析判斷過程，必須從變槳軸承的機(jī)械結(jié)構(gòu)、變槳軸承所受載荷以及變槳軸承的具體工作環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮。
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