風(fēng)電齒輪微點(diǎn)蝕的成因及齒輪油抗微點(diǎn)蝕性能的評(píng)價(jià)方法

　　 近幾年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)長(zhǎng)壽命及高可靠性齒輪箱的需求日趨增強(qiáng)，由此引起了對(duì)低速重載齒輪傳動(dòng)中微點(diǎn)蝕現(xiàn)象的深入系統(tǒng)研究。事實(shí)上，微點(diǎn)蝕發(fā)生在所有的摩擦副表面，但是由于風(fēng)電機(jī)組的變負(fù)荷、變風(fēng)向這種特殊的運(yùn)行特點(diǎn)，使得風(fēng)電機(jī)組中微點(diǎn)蝕現(xiàn)象更為重視。近些年來(lái)，AGMA（美國(guó)齒輪制造商協(xié)會(huì)）、BGA（英國(guó)齒輪協(xié)會(huì)）、NREL（美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室）等均針對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪的微點(diǎn)蝕進(jìn)行了一系列的專(zhuān)題研究，并取得了一定進(jìn)展。
　　微點(diǎn)蝕，又稱(chēng)“灰斑”，普遍存在機(jī)械設(shè)備的摩擦副表面，用肉眼觀察呈現(xiàn)一種發(fā)灰的直觀表現(xiàn)（如圖1a），顯微鏡下觀察，會(huì)看到齒面呈現(xiàn)坑坑洼洼的現(xiàn)象（如圖1b）。由于實(shí)際齒輪表面會(huì)沾有潤(rùn)滑油及灰塵等，所以微點(diǎn)蝕肉眼很難發(fā)現(xiàn)。

　　微點(diǎn)蝕主要發(fā)生在低速重載齒輪的嚙合過(guò)程中。因?yàn)檫@些齒輪齒面間呈邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，如圖2所示，在齒面嚙合過(guò)程中，兩齒面的波峰發(fā)生直接接觸，并在較高的接觸應(yīng)力和相對(duì)摩擦作用下，導(dǎo)致齒面局部溫度升高，物理油膜或化學(xué)油膜破裂，進(jìn)而導(dǎo)致齒面的微小裂紋和微小凹坑。

　　微點(diǎn)蝕問(wèn)題在風(fēng)力發(fā)電工業(yè)中顯得尤為重要，它會(huì)影響齒牙的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致噪音增加和引起振動(dòng)，從而減少齒輪的使用壽命。風(fēng)電機(jī)組朝著長(zhǎng)壽命方向發(fā)展，疲勞引起的微點(diǎn)蝕成為風(fēng)電潤(rùn)滑油性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。目前評(píng)價(jià)微點(diǎn)蝕的試驗(yàn)機(jī)有FZG試驗(yàn)機(jī)和MPR試驗(yàn)機(jī)，由于FZG試驗(yàn)機(jī)的齒輪運(yùn)動(dòng)形式既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)，它與實(shí)際齒輪的運(yùn)行狀態(tài)最相符，因此通常采用FZG試驗(yàn)機(jī)。抗微點(diǎn)蝕的評(píng)定方法得到廣泛認(rèn)可的是FVA54。該方法是由德國(guó)Forschungsvereinigung Antriebstechnik開(kāi)發(fā)的，后被德國(guó)著名的傳動(dòng)設(shè)備制造商弗蘭德采用，專(zhuān)門(mén)評(píng)價(jià)工業(yè)齒輪油的抗微點(diǎn)蝕能力。奧吉娜化工就采用此方法評(píng)價(jià)風(fēng)電齒輪油的抗微點(diǎn)蝕能力。FVA54抗微點(diǎn)蝕方法的優(yōu)勢(shì)在于：（1） 它采用了FZG試驗(yàn)機(jī)，這種試驗(yàn)機(jī)既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式，與實(shí)際齒輪運(yùn)動(dòng)形式最相符。（2）FZG試驗(yàn)機(jī)齒輪的潤(rùn)滑方式（飛濺潤(rùn)滑和壓力潤(rùn)滑）與風(fēng)電機(jī)組齒輪潤(rùn)滑方式一致。（3）它采用的實(shí)驗(yàn)齒輪材料和表面粗糙度與風(fēng)機(jī)的低速重載齒輪最相近。（4）它的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行時(shí)間為577h，最能模擬微點(diǎn)蝕發(fā)生的條件，因?yàn)槲Ⅻc(diǎn)蝕發(fā)生在105~106應(yīng)力循環(huán)條件下。