風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承潤(rùn)滑效果的好壞對(duì)其壽命至關(guān)重要，本文擬就風(fēng)場(chǎng)的一起潤(rùn)滑案例現(xiàn)象分析，來(lái)闡述潤(rùn)滑脂的工作原理以及潤(rùn)滑脂是如何對(duì)風(fēng)電機(jī)組主軸軸承起到潤(rùn)滑作用的。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心備件之一，其壽命關(guān)系到整臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的壽命，且一旦失效，更換非常困難，并且費(fèi)用昂貴。目前兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的主軸軸承多采用雙列調(diào)心滾子軸承, 其同時(shí)要承受軸向及徑向的負(fù)載，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)主軸的偏斜具有適應(yīng)性，不會(huì)卡死。

風(fēng)電機(jī)組主軸軸承潤(rùn)滑效果的好壞對(duì)其壽命至關(guān)重要。目前市場(chǎng)上風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的潤(rùn)滑方式主要有兩種：潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑及潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，其中潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑占的比例比較高，它適用于安裝在機(jī)座上的獨(dú)立主軸承座。由于風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的潤(rùn)滑脂更換困難、而且要在極低的環(huán)境溫度下運(yùn)行，對(duì)潤(rùn)滑脂的選擇就非常重要。綜合以上潤(rùn)滑要求，我們選擇了Mobil SHC Grease 460WT 合成潤(rùn)滑脂(?？松梨诠旧a(chǎn))，這種潤(rùn)滑脂是專門為風(fēng)電機(jī)組軸承開(kāi)發(fā)的合成潤(rùn)滑脂產(chǎn)品，它具有壽命長(zhǎng)以及良好的低溫性能，能夠在-40℃的環(huán)境溫度下，為風(fēng)電機(jī)組主軸軸承提供良好的潤(rùn)滑保護(hù)。

下面就我公司處理的一起現(xiàn)場(chǎng)案例，來(lái)闡述風(fēng)電機(jī)組主軸軸承潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的原理。

背景說(shuō)明：

2011 年9 月2 日，某風(fēng)電機(jī)組制造商主持召開(kāi)關(guān)于“3.0MW 主軸軸承投產(chǎn)及后續(xù)檢測(cè)”會(huì)議，會(huì)議中提到其在某風(fēng)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)使用的瓦軸主軸軸承滾子上未附有潤(rùn)滑脂，擔(dān)心影響主軸軸承的潤(rùn)滑效果，并希望瓦軸派技術(shù)人員前往風(fēng)場(chǎng)查看分析。

現(xiàn)場(chǎng)觀察：

該風(fēng)電機(jī)組開(kāi)始運(yùn)行時(shí)間為2011 年5 月3 日(總運(yùn)行時(shí)間4 個(gè)月)。2011 年9 月7 日，我們同風(fēng)電機(jī)組制造商相關(guān)人員一同前往風(fēng)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)，查看滾子潤(rùn)滑情況，現(xiàn)場(chǎng)拆下了四塊主軸承密封端面擋板，并對(duì)主軸承滾子潤(rùn)滑情況進(jìn)行了觀察與分析。

觀察現(xiàn)象：

主軸軸承上方腔體內(nèi)潤(rùn)滑脂很少，軸承內(nèi)圈滾道上有潤(rùn)滑脂，而滾子可見(jiàn)的非工作面有紅色潤(rùn)滑脂，而工作表面局部區(qū)未見(jiàn)紅色潤(rùn)滑脂(Mobil SHC Grease 460 WT 為紅色潤(rùn)滑脂)，在滾子表面沒(méi)有紅色潤(rùn)滑脂的區(qū)域用手觸摸，感覺(jué)有一層粘粘的無(wú)色油膜。如圖1 所示。

情況分析：

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察后，擬從以下的幾方面原理進(jìn)行分析：

(1)潤(rùn)滑脂的組成

潤(rùn)滑脂是由潤(rùn)滑油(基礎(chǔ)油+添加劑)與稠化劑調(diào)和而成的。稠化劑的結(jié)構(gòu)是三維纖維或顆粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很多的孔隙，潤(rùn)滑油就充斥于這種結(jié)構(gòu)當(dāng)中，因此可以把潤(rùn)滑脂看成是一塊充滿潤(rùn)滑油的海綿。

(2)潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑原理

當(dāng)潤(rùn)滑脂在受到外力時(shí)，其中的潤(rùn)滑油會(huì)在潤(rùn)滑點(diǎn)負(fù)載區(qū)域釋放出來(lái)，即析出，而起到潤(rùn)滑作用;當(dāng)外力消失的時(shí)候，析出的潤(rùn)滑油會(huì)有一部分重新吸收回潤(rùn)滑脂中，還會(huì)有一部分留在潤(rùn)滑點(diǎn)負(fù)載區(qū)。真正起到潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑脂中的潤(rùn)滑油，而不是潤(rùn)滑脂本身。

(3)潤(rùn)滑脂對(duì)軸承的潤(rùn)滑保護(hù)

潤(rùn)滑脂析出的潤(rùn)滑油可以使軸承滾動(dòng)面及滑動(dòng)面間形成一層薄薄的油膜，以防止金屬與金屬直接接觸，從而減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損，防止燒粘，其主要作用如下包括：減少摩擦及磨損、延長(zhǎng)疲勞壽命、冷卻、密封、防銹等等。

(4)潤(rùn)滑脂的溝流特性(成溝性)

成溝性是指潤(rùn)滑脂在軸承中連續(xù)工作是形成溝槽的趨向，這樣滾道旁一部分未工作的潤(rùn)滑脂構(gòu)成溝槽的槽壁而形成油池，同時(shí)也起到一定的密封作用。

主軸軸承垂直于地面工作，直徑為2.3m， 滿發(fā)時(shí)的轉(zhuǎn)速為18rpm，因而具有很大的線速度為2.35m/s，滾子在不斷地旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，潤(rùn)滑脂受高頻剪切，不斷地析出潤(rùn)滑油，該油在滾子表面負(fù)載區(qū)域形成油膜，并起主要的潤(rùn)滑作用，這就是我們所觸摸到的無(wú)色油膜;同時(shí)基礎(chǔ)油會(huì)降低油脂對(duì)滾子的粘附能力，在重力的作用下，滾子表面的紅色潤(rùn)滑脂會(huì)滑落，這就是我們所觀察到的滾子端面(有少量潤(rùn)滑脂)及其工作面為光亮金屬色的原因;

在主軸軸承中的絕大多數(shù)潤(rùn)滑脂相對(duì)于主軸軸承處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，是通過(guò)潤(rùn)滑脂的析油和少量潤(rùn)滑脂的流動(dòng)向潤(rùn)滑點(diǎn)補(bǔ)充新脂。多數(shù)情況下一定稠度的潤(rùn)滑脂能夠在軸承中形成溝流狀態(tài)，有利于軸承的密封(潤(rùn)滑脂溝槽槽壁)和降低軸承溫升(析出的潤(rùn)滑油形成油池)，每當(dāng)主軸承滾子經(jīng)過(guò)油池時(shí)，析出的潤(rùn)滑油都會(huì)附著在滾子的表面，而潤(rùn)滑脂過(guò)大的粘附性反而會(huì)增加軸承溫升和功率消耗，不利于軸承潤(rùn)滑。

軸承上方滑落下來(lái)的潤(rùn)滑脂均沉積在軸承的下半部，打開(kāi)軸承右下方端面擋板，潤(rùn)滑脂便會(huì)成塊狀下掉，這就是我們所見(jiàn)到的軸承上方潤(rùn)滑脂少而下方潤(rùn)滑脂多的原因。沉積的潤(rùn)滑脂也反映了潤(rùn)滑脂的溝流特性，有利于形成密封和油池，為軸承提供更好的潤(rùn)滑保護(hù)。圖2為重直軸的1/2 處的潤(rùn)滑脂的分布情況。

結(jié)論：

綜合上述潤(rùn)滑脂現(xiàn)象與分析，已與風(fēng)電機(jī)組制造商溝通，他們認(rèn)可以上的分析。為可靠起見(jiàn)，我們特在軸承上取下潤(rùn)滑脂800g 左右，打包后隨飛機(jī)帶回分析，以確保潤(rùn)滑脂工作的穩(wěn)定性和軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

對(duì)所帶回來(lái)的已工作4 個(gè)月的潤(rùn)滑脂的主要特性指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)附表。從檢驗(yàn)結(jié)果看，潤(rùn)滑脂剪切安定性較好，其主要特性指標(biāo)沒(méi)有發(fā)生改變。通過(guò)檢驗(yàn)得知該潤(rùn)滑脂的工作性能穩(wěn)定，能夠保障試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組主軸承潤(rùn)滑。

原標(biāo)題:關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸承的潤(rùn)滑案例分析