滑動(dòng)軸承在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中的應(yīng)用

1、       滑動(dòng)軸承在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中的應(yīng)用                     摘要：通過對(duì)滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)分析，將滑動(dòng)軸承運(yùn)用到風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中，通過風(fēng)電齒輪箱安裝滑動(dòng)軸承后對(duì)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，說明在風(fēng)電齒輪箱中運(yùn)用滑動(dòng)軸承有非常大的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱滑動(dòng)軸承隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊張和環(huán)境問題凸現(xiàn)，很多國(guó)家加大了對(duì)環(huán)保新能源的開

2、發(fā)利用力度，風(fēng)能作為一種能源儲(chǔ)量豐富和具有廣闊市場(chǎng)前景的綠色新能源，越來越受到世界的重視?；瑒?dòng)軸承（slidingbearing），在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承?；瑒?dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、無(wú)噪聲。在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動(dòng)摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動(dòng)軸承材料?；瑒?dòng)軸承應(yīng)用場(chǎng)合一般在高速輕載工況條件下。1滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)風(fēng)電增速齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要關(guān)鍵部件之一，它

3、布置在風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)之間，將風(fēng)輪動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)將風(fēng)輪輸入的很低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足發(fā)電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速。它安裝在距地面幾十米高塔架之上狹小的機(jī)艙內(nèi)，其本身的體積和質(zhì)量將會(huì)直接對(duì)風(fēng)機(jī)造成較大的影響，因此，風(fēng)電齒輪箱以追求高可靠性、最小體積、最小重量為目標(biāo)。在風(fēng)電增速齒輪箱中，軸承是重要的零件，其發(fā)生故障的比例較大，其失效常常會(huì)引起齒輪箱災(zāi)難性的破壞，同時(shí)軸承在齒輪箱中的價(jià)值較高的部件。滾動(dòng)軸承具有尺寸標(biāo)準(zhǔn)化、選型方便、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好的優(yōu)點(diǎn)，所以在風(fēng)電齒輪箱中大量使用。風(fēng)電齒輪箱要求可靠性高、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)（2025年）、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、體積小和質(zhì)量輕，同時(shí)使用壽命期內(nèi)不能更換（因?yàn)楦鼡Q費(fèi)用太

4、高，更換費(fèi)用比1臺(tái)齒輪箱價(jià)值還高）?；瑒?dòng)軸承工作時(shí)發(fā)生的是滑動(dòng)摩擦；滑動(dòng)摩擦力的大小主要取決于制造精度；而滑動(dòng)軸承摩擦力的大小主要取決于軸承滑動(dòng)面的材料。滑動(dòng)軸承一般工作面均具有自潤(rùn)滑功能；滑動(dòng)軸承按照材料分為非金屬滑動(dòng)軸承和金屬滑動(dòng)軸承。非金屬滑動(dòng)軸承主要以塑料軸承為主，塑料軸承一般都是采用性能比較好的工程塑料制成；比較專業(yè)的廠家一般均具有工程塑料自潤(rùn)滑改性技術(shù)，通過纖維、特種潤(rùn)滑劑、玻璃珠等等對(duì)工程塑料進(jìn)行自潤(rùn)滑增強(qiáng)改性使之達(dá)到一定的性能，然后再用改性塑料通過注塑加工成自潤(rùn)滑的塑料軸承。金屬滑動(dòng)軸承在二十一世紀(jì)初使用最多的就是三層復(fù)合軸承，這種軸承一般都是以碳鋼板為基板，通過燒結(jié)技術(shù)在鋼板

5、上先燒結(jié)一層球形銅粉，然后再在銅粉層上燒結(jié)一層約0.03mm的ptfe潤(rùn)滑劑；其中中間一層球形銅粉主要作用就是增強(qiáng)鋼板與ptfe之間的結(jié)合強(qiáng)度，當(dāng)然在工作時(shí)還起到一定的承載和潤(rùn)滑作用。滾動(dòng)軸承存在著使用壽命有限、體積大的缺點(diǎn)，所以不能更好地滿足風(fēng)電齒輪箱的要求，而滑動(dòng)軸承具有以下特點(diǎn)：1）只要潤(rùn)滑充分，滑動(dòng)軸承的壽命可以達(dá)到無(wú)限壽命。2）徑向滑動(dòng)軸承徑向尺寸小，能夠減小軸承所占的空間。3）由于滑動(dòng)軸承與軸之間為潤(rùn)滑油膜，能承受沖擊和振動(dòng)載荷，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。4）相對(duì)滾動(dòng)軸承來講，產(chǎn)品成本低，制造周期短。5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。所以風(fēng)電齒輪箱采用滑動(dòng)軸承，可以使齒輪箱使用壽命提高，增加齒

6、輪箱的可靠性，同時(shí)減小齒輪箱體積、降低齒輪箱質(zhì)量，使齒輪箱更好地滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的要求。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。風(fēng)電齒輪箱屬性一個(gè)重要的機(jī)械部件主要功用風(fēng)力作用下動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機(jī)組的總體布置要求，有時(shí)將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動(dòng)軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用脹緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機(jī)組的制動(dòng)能力，常常在齒輪箱

7、的輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置，配合葉尖制動(dòng)（定槳距風(fēng)輪）或變槳距制動(dòng)裝置共同對(duì)機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合制動(dòng)。滑動(dòng)軸承在工作時(shí)由于軸頸與軸瓦的接觸會(huì)產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致表面發(fā)熱、磨損甚而“咬死”，所以在設(shè)計(jì)軸承時(shí)，應(yīng)選用減摩性好的滑動(dòng)軸承材料制造軸瓦，合適的潤(rùn)滑劑并采用合適的供應(yīng)方法，改善軸承的結(jié)構(gòu)以獲得厚膜潤(rùn)滑等。漆銹的特點(diǎn)是在一個(gè)密封式電機(jī)，一開始電機(jī)聽起來不錯(cuò)，但在一段時(shí)間的倉(cāng)庫(kù)，電動(dòng)機(jī)變得非常不正常的聲音，除去軸承嚴(yán)重生銹。許多制造商將被視為前軸承的問題，主要的問題是，出的絕緣漆揮發(fā)酸在一定的溫度，濕度金屬的腐蝕與防護(hù)，腐蝕性物質(zhì)的形成，渠道滑動(dòng)軸承造成腐蝕損壞。2風(fēng)電齒輪箱安裝滑動(dòng)軸承后實(shí)際運(yùn)行

8、情況滑動(dòng)軸承在風(fēng)電齒輪箱中應(yīng)運(yùn)實(shí)。齒輪箱采用滑動(dòng)軸承，選擇滑動(dòng)軸承計(jì)算時(shí)，滑動(dòng)軸承安全系數(shù)選取大于滑動(dòng)軸承的安全系數(shù)，滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)比壓小于5mpa。但由于滑動(dòng)軸承的接觸面積遠(yuǎn)大于滾動(dòng)軸承，所以滑動(dòng)軸承的徑向尺寸小于滾動(dòng)軸承。齒輪箱中的滑動(dòng)軸承主要由油腔、油槽、油孔、測(cè)溫孔組成，滑動(dòng)軸承大小由軸承的受力決定，滑動(dòng)軸承的雙油腔設(shè)計(jì)完全滿足齒輪箱正反雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承兩端面設(shè)計(jì)油槽，用來承受軸向力。選用滑動(dòng)軸承極大地減小了軸承的尺寸，同時(shí)降低了軸承座的尺寸，使齒輪箱的直徑縮小，減小了齒輪箱的體積，降低了齒輪箱的質(zhì)量，使齒輪箱更加適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在風(fēng)電齒輪箱中使用的滑動(dòng)軸承。應(yīng)用滑動(dòng)軸承的風(fēng)電齒輪箱在測(cè)

9、試臺(tái)測(cè)試。齒輪箱在全功率測(cè)試中，齒輪箱達(dá)到熱平衡時(shí)滑動(dòng)軸承溫升1015，滑動(dòng)軸承溫度小于60。安裝滑動(dòng)軸承的風(fēng)電齒輪箱已運(yùn)行了5年，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，運(yùn)行期間滑動(dòng)軸承溫度小于60，很好的滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。通過測(cè)試臺(tái)滿功率實(shí)驗(yàn)和在風(fēng)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行顯示，滑動(dòng)軸承在風(fēng)電齒輪箱中的應(yīng)用，提高了齒輪箱的運(yùn)行可靠性，降低了齒輪箱的尺寸和質(zhì)量，使齒輪箱更加適合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。由于機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風(fēng)口處，受無(wú)規(guī)律的變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用以及強(qiáng)陣風(fēng)的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對(duì)其可靠性和使用

10、壽命都提出了比一般機(jī)械高得多的要求。例如對(duì)構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機(jī)械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動(dòng)和沖擊；保證充分的潤(rùn)滑條件，等等。對(duì)冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行遙控。風(fēng)力發(fā)電受自然條件的影響，一些特殊氣象狀況的出現(xiàn)，皆可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障，而狹小的機(jī)艙不可能像在地面那樣具有牢固的機(jī)座基礎(chǔ)，整個(gè)傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素總是集中反映在某個(gè)薄弱環(huán)節(jié)上，大量的實(shí)踐證明，這個(gè)環(huán)節(jié)常常是機(jī)組中的齒輪箱。因此，加強(qiáng)對(duì)齒輪箱的研究，重視對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的工作顯得尤為重要。不同形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用固定平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)最為常見。3結(jié)語(yǔ)目前風(fēng)力發(fā)電齒輪箱多選用滾動(dòng)軸承，但隨著風(fēng)力發(fā)電