文章出處：知識(shí)中心 網(wǎng)責(zé)任編輯： 洛陽軸承 閱讀量： 發(fā)表時(shí)間：2021-07-13 08:12:03
變槳軸承是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件，使用環(huán)境惡劣，維修成本高，受力情況比較復(fù)雜，并且直接影響整個(gè)變槳?jiǎng)幼鞯倪B貫性、穩(wěn)定性以及準(zhǔn)確度，為保證變槳軸承壽命的可靠性，需要對(duì)變槳軸承進(jìn)行良好的密封及潤滑。隨著風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，變槳軸承的密封圈逐漸老化，潤滑脂逐漸變質(zhì)，廢脂外排不暢和變槳軸承不完全回轉(zhuǎn)造成內(nèi)部壓力不均等均會(huì)導(dǎo)致變槳軸承密封圈處出現(xiàn)不同程度的漏脂，若不及時(shí)處理可能會(huì)造成變槳軸承潤滑不良，從而影響變槳軸承及風(fēng)電機(jī)組的使用壽命。變槳軸承漏脂的原因較多，由于跟蹤觀察及驗(yàn)證周期長，密封試驗(yàn)臺(tái)難以模擬變槳軸承實(shí)際工況等原因，對(duì)其研究不夠系統(tǒng)、深入，因此有必要對(duì)變槳軸承漏脂的原因進(jìn)行分析和總結(jié)。
變槳軸承漏脂的原因
1 密封不良
1.1 密封圈老化與磨損
變槳軸承大多采用丁晴橡膠密封圈，長時(shí)間使用會(huì)發(fā)生老化，其老化速度與丁腈橡膠中丙烯腈含量、配方含膠率、防老劑以及使用環(huán)境等因素有關(guān)，一般情況下丁晴橡膠密封圈使用壽命為5~10年。變槳軸承采用接觸式密封，在運(yùn)行過程中密封圈與密封摩擦面接觸，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，密封圈會(huì)逐漸磨損導(dǎo)致密封性能下降和密封圈承壓不足，潤滑脂可能會(huì)從密封圈處泄漏。
1.2 密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
變槳軸承一般采用雙唇密封圈，其外唇可阻擋水分、灰塵及其他有害物質(zhì)侵入軸承內(nèi)部，內(nèi)唇可防止漏脂。若密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，安裝后會(huì)影響密封效果，并且變槳軸承運(yùn)行后可能會(huì)導(dǎo)致密封圈變形，使密封能力不足或密封失效，潤滑脂容易泄漏。
1.3 密封圈安裝與維護(hù)不當(dāng)
不按照工藝安裝或維護(hù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致密封圈受力不均勻，安裝密封圈時(shí)接口粘接不良會(huì)導(dǎo)致密封圈接口斷裂，后續(xù)變槳軸承注脂運(yùn)行后密封圈容易出現(xiàn)鼓包、翹曲(圖1)和斷裂現(xiàn)象，從而使?jié)櫥瑥拿芊馊p隙、翹曲及破損處溢出。
圖1 變槳軸承密封圈翹曲
1.4 密封圈擠壓損壞
風(fēng)電機(jī)組的葉片安裝或維護(hù)時(shí)需要使用液壓拉伸器對(duì)葉片與變槳軸承的連接螺栓施加力矩，連接螺栓與密封圈的距離較近，且液壓拉伸器的拉伸頭外形尺寸較大，拉伸頭易壓到密封圈使密封圈嚴(yán)重破損，如圖2所示。變槳軸承后續(xù)運(yùn)行時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致密封圈變形和撕裂，造成潤滑脂大量泄漏。
圖2 變槳軸承密封圈擠壓破損
2 變槳軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
2.1 溝道結(jié)構(gòu)
變槳軸承溝道設(shè)計(jì)影響潤滑脂在軸承內(nèi)部溝槽的流動(dòng)性。正常情況下，變槳軸承從注脂孔加注潤滑脂，從排脂孔排廢脂需要的壓力差值小于密封圈所能承受的壓力值，同時(shí)大于潤滑脂流動(dòng)的阻力值，則密封圈處不會(huì)漏脂。所需的壓力差值與潤滑脂流動(dòng)的阻力密切相關(guān)，阻力小需要的壓力差值就小，阻力大需要的壓力差就大。若變槳軸承內(nèi)部溝道設(shè)計(jì)不合理，潤滑脂流動(dòng)阻力就大，不利于潤滑脂與內(nèi)部壓力的均勻分布，潤滑脂無法順利進(jìn)入排脂孔而造成排脂不暢，導(dǎo)致密封圈處潤滑脂溢出。
2.2 脂孔尺寸與分布
變槳軸承的注脂孔和排脂孔需合理間隔分布，保證軸承能順利注入新脂并排出廢脂。相鄰注脂孔與排脂孔的距離要適中，若距離太短，加脂時(shí)注脂孔壓力較大而排脂孔壓力較小，新加的潤滑脂易從排脂孔排出；若距離太長，加脂時(shí)密封圈承受的局部壓力較大，易導(dǎo)致漏脂。另外排脂孔截面直徑過小，與排脂孔相連接的集脂瓶口直徑過小，軸承上相鄰兩排脂孔的間距過大，也會(huì)增加潤滑脂排出的阻力，造成排脂不暢，使變槳軸承內(nèi)部壓力過大導(dǎo)致漏脂。
3 潤滑脂選擇不當(dāng)或潤滑系統(tǒng)設(shè)置不合理
3.1 潤滑脂選擇不當(dāng)
潤滑脂的選擇通常要參考變槳軸承的實(shí)際工況，同時(shí)還需考慮潤滑脂的稠度和添加劑種類等。潤滑脂的稠度與周圍環(huán)境溫度密切相關(guān)，環(huán)境溫度每下降5 ℃，稠度會(huì)增加1倍，潤滑脂流動(dòng)性將會(huì)變差，如果潤滑脂的稠度不合適或抗壓性能不足，后續(xù)使用易發(fā)生固化現(xiàn)象而堵塞脂路系統(tǒng)，導(dǎo)致潤滑脂無法正常排出而從密封圈處泄漏，如圖3所示。
圖3 變槳軸承排脂孔處的固化潤滑脂
3.2 注脂量及集中潤滑系統(tǒng)設(shè)置不合理
變槳軸承在運(yùn)行前需填充一定量的潤滑脂，填充量約為變槳軸承內(nèi)部空間的60%~80%，一般選擇的填充量約為70%，也有個(gè)別變槳軸承供應(yīng)商為了保證充分潤滑選擇80%的填充量。
國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組大多采用集中潤滑系統(tǒng)對(duì)變槳軸承加注潤滑脂，部分風(fēng)電機(jī)組制造商為進(jìn)一步降低變槳軸承的維護(hù)成本采用人工定期加注潤滑脂。這2種加注潤滑脂的方式均存在不足：人工定期加注潤滑脂的注脂量及注脂周期往往為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與變槳軸承實(shí)際所需潤滑脂存在較大偏差，注脂量通常情況下會(huì)偏多且不均勻，無法保證變槳軸承的潤滑時(shí)間，再加上變槳軸承出廠前可能加注了約80%的潤滑脂，極易造成變槳軸承溝道內(nèi)局部潤滑脂大量堆積；集中潤滑系統(tǒng)采用自動(dòng)注脂方式，使軸承潤滑更加充分，雖然保證了變槳軸承的潤滑時(shí)間和注脂量的均勻性，但在變槳軸承不運(yùn)行或機(jī)組長時(shí)間停機(jī)狀態(tài)下，集中潤滑系統(tǒng)仍按其預(yù)設(shè)好的固定程序繼續(xù)注脂，同樣容易造成變槳軸承溝道內(nèi)局部潤滑脂大量堆積。
正常情況下變槳軸承密封圈的密封壓力約為2.8x105 Pa，變槳軸承靜止不工作時(shí)所需注脂壓力約為(2.5~2.8) x105 Pa，變槳軸承運(yùn)行時(shí)所需注脂壓力僅為0.6 x105 Pa左右。因變槳軸承所采用的潤滑脂本身流動(dòng)性較差，上述2種注脂方式導(dǎo)致的潤滑脂大量堆積會(huì)增大變槳軸承溝道內(nèi)潤滑脂通道的壓力，從而增加注脂時(shí)所需的注脂壓力。當(dāng)注脂壓力大于變槳軸承密封圈的密封壓力時(shí)，潤滑脂會(huì)在注脂推力的作用下從變槳軸承密封圈處大量泄漏。
另外，如果集中潤滑系統(tǒng)的壓力泵或輸脂管中的空氣未完全排空，空氣將隨著潤滑脂進(jìn)人變槳軸承溝道，造成溝道內(nèi)局部壓力過大，當(dāng)該壓力大于變槳軸承密封圈的密封壓力時(shí)會(huì)撐開密封圈，造成嚴(yán)重漏脂現(xiàn)象。
3.3 廢脂收集方法不當(dāng)
目前風(fēng)電機(jī)組變槳軸承廢脂收集普遍采用在軸承圓周上分布的數(shù)個(gè)廢脂排出小孔分別安裝集脂瓶的方式，加入新脂時(shí)，新脂把廢脂從軸承內(nèi)腔擠壓進(jìn)廢脂排出小孔，排入集脂瓶，需定期清理。實(shí)際上，隨著變槳軸承運(yùn)行時(shí)間的增加，廢脂收集效果不好，容易漏脂。
未完待續(xù)
（來源：軸承雜志社）
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