風電機組變槳軸承漏油

針對風場中變槳軸承的漏油現象，通過漏油試驗，對變槳軸承的漏油問題進行深入分析，結果證明，影響變槳軸承漏油的主要因素是填充量過多排油油路不暢以及密封件不具備補償軸承內、外圈偏移量的能力。

隨著風電產業(yè)的迅猛發(fā)展，風電機組正朝著低風速高功率的方向發(fā)展，在功率提升的同時，風機對各子系統均提出了更高的要求偏航變槳軸承作為風電機組的核心零部件，長期以來大多依賴國外進口，近年來國內大批優(yōu)秀的軸承廠家在風電領域開始嶄露頭角，已具備兆瓦級風電軸承的設計研發(fā)制造以及測試能力。

變槳軸承作為變槳系統的關鍵，直接影響整個變槳動作的連貫性穩(wěn)定性以及精準度國內外廠家均逐年加大對變槳軸承設計研發(fā)的投入力度，然而軸承的漏油問題始終沒有得到很好解決，漏油現象依然頻繁出現考慮到潤滑脂對軸承潤滑的重要性以及變槳軸承高昂的拆卸成本，故對變槳軸承漏油問題進行分析。

變槳軸承

變槳軸承作為連接輪轂與葉片的樞紐，主要選用雙排四點接觸球軸承，結構如圖1所示，其承載能力強回轉阻力小使用壽命長，對安裝基座的要求不高，廣泛運用于兆瓦級風電機組。考慮到風機所處環(huán)境較為惡劣，變槳軸承多選用雙唇式丁腈橡膠密封件(圖2)，其不僅低溫性能好扯斷強力大耐磨性能強，而且內唇可防止油脂溢出，外唇可抵擋異物侵入，密封座可起到定位作用。潤滑劑常采用復合鋰基潤滑劑，其老化后為白色水狀，不會對球造成嚴重影響，而且潤滑效果良好。

漏油現象

通過對國內各大風場進行調研，發(fā)現運轉多年的風電機組不同程度的存在密封圈潤滑脂溢出的現象根據漏油程度的不同，將其劃分為2種類型:

1)輕微漏油集油瓶和密封圈處均有潤滑脂溢出，集油瓶收集到絕大部分潤滑脂，密封圈處僅有少許潤滑脂溢出(圖3)

2)嚴重漏油集油瓶未收集到或僅收集到少許潤滑脂，而密封圈處有大量潤滑脂溢出(圖4)

考慮到變槳軸承出廠前已注入空腔體積60%～90%的油脂，后期維護保養(yǎng)又會注入新的油脂，軸承密封旋轉會增大內部油壓，再加上旋轉過程中油溫的升高以及油脂本身的侵潤性，密封件可能會有少許油脂滲出，因此輕微漏油屬于正常現象密封件自身具有一定的承壓和密封能力，是軸承內部和外界的有力屏障，如果發(fā)生嚴重漏油，說明整個潤滑脂的流通可能存在異常，需進行深入詳細的研討。

理論分析

通過手動或自動的方式將潤滑脂從注油孔注入到變槳軸承溝道內，后續(xù)維修保養(yǎng)時，隨著新油脂的注入，溝道內的舊油脂便會從排油孔中排出，由集油瓶回收整個潤滑脂的流通主要受油脂容量潤滑油路以及軸承密封3個因素影響。

１填充量分析

為防止變槳軸承因缺少潤滑脂而造成金屬表面干摩擦，均會注入一定量的潤滑脂潤滑脂填充量直接影響軸承的運行狀態(tài)，油脂填充量過多時，不僅會提高軸承的溫升，還會增大其摩擦轉矩，而且當填充量超過理論最大容脂量的2/3時，軸承會有漏脂的風險，考慮到變槳軸承所承受的載荷普遍較大，漏脂現象將會更加嚴重。

２油路分析

潤滑脂的油路可分為進油油路工作油路以及排油油路，涵蓋注油孔溝道排油孔以及集油瓶管路由于存在嚴重漏油現象的變槳軸承均表現為集油瓶未收集到或僅收集到少許潤滑脂，因此將研究重點放在排油油路方面，即排油孔和集油瓶管路對潤滑脂流通的影響以某風場2MW機組變槳軸承為例，已知排油孔尺寸為M14mm×1．5mm×20mm，內徑為9．8mm，集油瓶管路內徑為6．5mm，集油瓶管路與集油瓶存在一個直角彎，因此整個排油油路(圖5)不僅包括摩擦阻力，還包括2個收縮的局部阻力以及一個折彎的局部阻力圖5中，l1為軸承外圈注油孔長度;l2為集中潤滑管接頭通徑長度;d1，d2分別為2段管路的直徑。