風電機組主傳動鏈軸承系統的可靠性方案—風電機組傳動系統

　　這個白點蝕是如何形成的，目前的話其實整個軸承行業全球范圍來說風電行業還沒有一個定論。但是各家也提出了各自的方法，提出了自己的意見，2011年美國新能源實驗室論壇上各家提出了不同的觀點，但是綜合來看的話是兩種觀點，第一種是認為是一個氫脆，什么意思?他的氫元素從潤滑油里邊吸出來滲透到材料里面去。我們知道氫元素有一個脆化的作為，含氫元素當了就容易脆化。要不然就剝落，要不然就斷裂。還有人說了這種損傷行業在其他的行業不常見，只有在風電行業常見，很有可能和工況有關。風電的工況非常熱烈，風電的工況的齒輪箱動態變化非常多，不穩定。這種理論認為動態的工況使得尤其在極限工況下軸承的材料有局部可能造成了塑性變應。不斷的進行繼續運行之后把這個碳原子融入到了組織材料里面去，碳原子溶解進去以后這個組織材料和結構發生了變化，就是說他出現了一個區域，這個區域是白點蝕區域。那么怎么樣理解這句話，就是說這個碳原子為什么溶解到材料里面去了，本來是游離的。像喝咖啡一飲，你喝咖啡的時候，如果是冷咖啡，可能不太容易溶解，如果把咖啡加熱一下，給它一種能量，伴隨著能量的轉移和轉變以后，咖啡溶解進去了，這個時候咖啡充當一個催化劑的作用。同樣的道理，我發生了塑性變形，我們知道這其實也是有能量的轉移和變化的。有了這種能量的轉移和變化，在不斷的動態工況的持續下，這個碳原子也就溶解到材料里面去了。你們看右下角這個圖，這是放大了一百塔米，0.1微米的圖，放大了很多很多倍了，是經常做鏡像分析的人一看就知道，右下角這個圖分兩塊，上面是非常的致命，下面是感覺到坑坑洼洼的，上面是鏡面反射，下面是正常材料的區域，被酸蝕之后正常的現象。經常做鏡像分析的人一看就知道下面的區域是比較亮的那部分是游離的碳原子，這些人經常做分析的人可以知道。可以看到上面的白點蝕區域沒有這些，基本上是沒有游離碳原子的，證明了游離的碳原子是溶解進去了，沒有一個游離狀態的碳原子，斷裂是發生什么狀態呢，什么位置?左上角那個圖，左邊是白點蝕區域，右邊是原來的材料結構，斷裂在兩種材料的邊界值，因為兩種材料的性質不一樣，性能也是不一樣的。所以是最容易發生斷裂的。
　　那么各家有不同的理論，對于題目來說的話我們是做了很多的分析，也發表了很多的論文。那么基本上我們是贊成第二種觀點，我們不認為氫脆的原因，我們更認為是工況原因造成的現象。
　　為什么?一個簡單的證據看右下角這個圖的白點蝕區域和下面的區域是界限非常明顯，感覺邊是非常的尖銳，白點蝕區域是白點蝕區域，正常區域是正常區域，感覺是一刀切，沒有一個過渡的區域，如果是氫脆的話，氫元素吸處理，滲透到鋼材材料的話，按理來說是有一個濃度的階梯，不可能說畫一條線，這邊氫元素濃度很高，那邊一點兒沒有，那是不可能的，一般的氫元素溶解進去的話，是有一個濃度梯度的這樣的話一般來說不太會容易形成這樣一個非常尖銳的一個邊緣。所以的話這是我們認為這種白點蝕最主要是由于工況行業的大工況造成的。
　　發生損害和頻率有關。高速軸和高速中間軸的頻率最快，也就意味著他是最容易發生這個問題的，從我們接觸的情況來看，國外已經各大主要的齒輪箱制造商都已經意識到這個問題了，他們現在在積極的采取措施，國內的話我們看到的比較少，但是也有目前的話我們國內最大的齒輪制造商的話也已經開始注意到這個問題了。包括像GE這種比較大的公司的話，很多已經開始強制要求你軸承供應商的采取這些措施。那么采取什么樣的措施呢?各家也有不同的方法，因為理論不同。我們的方法是第一盡可能的減少周期的游離，盡可能的減少，增大承載區。另外最主要的是采用生態鋼的鋼材，生態鋼對裂紋的延展有阻礙作用的。第三個是成本比較高，所以說最現實的是采用滲碳鋼。歐洲的話目前各種方案方法都在嘗試，用碳的，也有發黑的，發黑的成本比較低，但是缺點是發黑容易磨損。我們做過測試，轉的快，高速軸的話磨兩三個小時可以清晰的看到很多位置已經磨掉了，只能說保護一時，不可能長時間的保護軸承，所以像很多的國外的風機制造商的話，對齒輪商的高速軸，高速中間軸的話很多要求用生碳這樣子，已經逐漸重視了，包括國外的廠商也開始慢慢重視這個問題。