风力发电机轴承润滑方式的改进

胡兴

摘 要：风力发电机的稳定工作依赖于轴承的性能，良好的润滑剂可以提高轴承的工作效率，延长风电设备的工作寿命，合适的润滑方式也可以达到事半功倍的效果。本文将首先从风力发电机的整体润滑和部分润滑两方面阐述问题，最后概述润滑状态。因此，風力发电机的轴承润滑方式问题不容忽视，如何改善轴承零件、选择合适的衔接方式是必要的研究课题。

关键词：风力发电机 润滑 轴承 检修

中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0070-02

如今，中国的工业发展迅速，工业水平已经颇为成熟，中国制造也已经处于世界前列。因此，对中国的机械发展有很强的推动作用，其中风力发电技术也会在这个浪潮中得到大幅度的提升。

我国大部分风力发电机组的零部件都实现了自产自用，很少依赖于国外技术。许多地方的风力发电设备的重量也在逐渐增大，高度也有较大的提升，甚至达到了一些发达国家的水平。但是，设备功能越完善，也就意味着设备的技术水平越高，要严格控制设备的运转，防止发生故障。在风力发电机中，轴承是十分重要的部分，良好的轴承可以保证机器的工作效率。

1 风力发电机润滑

润滑剂在机械设备中具有重要的作用，是任何机械设备不可或缺的部分，良好的润滑剂可以很好地改善设备的轴承转动，提升工作效率。风力设备的通常工作在山上，自身高度可达到几十米甚至数百米，在这种情况下，良好的润滑剂在提升工作效率的同时还可以减小机械轴承的损耗，降低风电设备的故障率。如果润滑剂效果不佳，则会加大轴承损耗，造成机械设备的故障。这样工作人员不光要将维修设备运到山上，还要上升到风机关键部位进行拆解维修，这种情况下不光难度和费用较大，工作人员还会伴随有较大的安全隐患。

不同于其他发电机，风力发电机工作在户外，会遭遇各种恶劣的天气以及一些不可预知的风险，因此在工作时要有足够的稳定性来应对外部环境的变化。风力发电机长期不停地运转，普通的润滑剂难以长期维持其工作，所以对润滑剂有一定的要求，如黏度指数、过滤性能和清洁能力以及抗磨损性能等方面。

风力发电机地润滑一般分为整体润滑和部分润滑这两个部分。

1.1 整体润滑

润滑泵的输送性能可以改善轴承的转动，确保风电设备的稳定运行。润滑量应当根据实际选择合适的量，不应过多或者过少，否则都会给设备造成损坏。自动注脂式润滑泵在润滑过程中有很好的效果，一般用于大型风电设备中，一般有以下两方面的要求：（1）风电发电设备内部空间狭小，内部零件十分紧凑，因此难以留有足够的空间给大型润滑输送泵进行工作，无法保证润滑脂可以在润滑系统中传送到目的地。对于一些海拔高或者纬度高的地方，风电设备的工作环境温度都很低，甚至达到零下几十度。这种情况下一般润滑剂的流动性都会大大降低，难以输送到指定地点。（2）风力发电机内部由于电热或者摩擦会有较高的温度，可能会造成润滑剂的氧化或者软化，造成润滑剂从轴承缝隙中溢出，所以，润滑剂也要求有一定的耐高温、抗氧化性能。

所以，风力发电设备所使用的润滑脂黏度不光要有耐低温性，保证在低温环境下可以有一定的流动性，还要求具有耐高温、抗氧化性，能够在高温时不氧化，不从轴承缝隙流失。为保证润滑脂黏度的要求，应当采用特种有机稠化剂稠化合成油，再添加一些其他的辅料。另外，风电设备工作环境温差较大，干湿不均，昼夜交替，雨雪交加，部分地区还伴随有风沙困扰，因此为保证风力发电机的稳定运行润滑脂需满足下面3个要求：（1）抗寒耐热，在-50～200℃之间都要有良好的性能。（2）耐腐蚀，在一些恶劣的气候环境中润滑剂可以起保护作用，将轴承与外界隔离。（3）耐压性，风力发电机在工作时会受到外界的冲击，加重其负荷，润滑脂应当能够承受住较大的压力和磨损，防止轴承损坏。

1.2 部分润滑

风力发电机轴承结构如图1所示。

1.2.1 主轴轴承

风力发电机的主轴轴承是其最重要的机械部分，性能的高低、润滑的好坏都会直接影响风力发电机的寿命。主轴轴承位于整个设备的中心部位，承载着最大的重量。风机主轴在工作过程中与轮毂同步转动，这是低速重载类轴承。通常采用润滑泵集中泵送润滑脂的传送方式，将润滑油几种传送到各个制定部位。

1.2.2 发电机轴承

如果风力发电机和主轴同步转动，载荷也都几乎相同，那么可以一样的润滑脂，另外传送方式可以采用上述的润滑泵集中泵送润滑脂。风电设备在工作过程中会由于高速转动而产生大量的热，因此不光要保证润滑脂在这种情况下不会氧化或者流失，还要增强设备的散热性，降低设备的温度。

1.2.3 偏航轴承

与其他轴承不同的是，偏航轴承需要承受极大的颠覆力矩，要求润滑脂能够在大力矩下保持润滑效果。除此之外，偏航轴承的一部分还工作在设备外部，因此很容易掺入灰尘、沙石，还会受到雨雪天气的困扰，所以还要求轴承的有足够的密封性以隔绝外部环境的影响。偏航轴承通常也采用泵送润滑。

1.2.4 齿轮箱

风力发电机齿轮箱加入合适的润滑可以减小转动中的磨损，延长齿轮箱的工作寿命。一般的直驱风机不采用增速齿轮箱，所以在选择润滑脂的过程中通常以偏航减速机的参数为标准，另外还会引入变桨减速机的参数。但是增速齿轮箱对部分风机有重要的作用，因此需要严格把握润滑油的以下几点标准。

（1）微点蚀防护。

变速箱的结构一般都十分复杂，各个零件以及齿轮的安装也十分紧凑，齿轮的工作强度也十分高，因此都通过一定的技术处理使其性能提升，但是工作环境在不断变化，多变的气候和载荷冲击容易造成齿轮的性能发生改变，产生微点蚀的状况，因此选择的齿轮润滑油应当可以保护齿轮免受微点蚀的困扰。

（2）高低温黏性能。

我国风力发电机主要分布于东北、华北、西北以及沿海地区，这些区域气候变化显著，温湿不一，温度跨度也较大，因此要求齿轮油具有耐高低温的性能，在一定的温度范围内都具有良好的性能。

2 润滑状态分析

一方面，合适的润滑油可以减小风电设备的损耗，保证风电设备的稳定运行。另一方面，合适的润滑方法也是机械工作的重要部分，良好的润滑方法可以达到事半功倍的效果。

风力发电机的内部构造十分复杂，工作状态也会有所不同，所以应当根据设备内部环境设计合适的润滑方法。除此之外，还要考虑风电设备外部坏境的变化和影响，这就要求工作人员全面监控设备的润滑状态。对监控得到的数据进行分析判断，进而作出合适的润滑方案。

参考文献

[1] 李超.大型风力发电设备润滑概要[J].山东工业技术，2016（15）：168-169.

[2] 苏连成，李兴林，李小俚，等.风电机组轴承的状态监测和故障诊断与运行维护[J].轴承，2012（1）：47-53.