风力发电 I 对转盘轴承润滑脂的要求

风力发电机组的转盘轴承主要有偏航轴承和变桨轴承。变桨轴承安装于叶片和轮毂之间，叶片相对其轴线旋转进行变桨，根据风速对叶片进行调整，使风力发电机组在额定功率点以上输出功率平稳。偏航轴承安装于机舱底部，用于准确适时对准迎风角度。

风力发电机结构一般采用单列四点接触球转盘轴承和双列四点接触球转盘轴承，少数采用交叉滚子轴承(包括无齿型、内齿型和外齿型等)。风力发电机组在工作过程中，偏航轴承和变桨轴承处于相对静止或者缓慢摆动状态，其载荷随迎风角度、风力等级以及叶片的旋转呈周期性变化。风力发电机组在低于切人风速或者高于切出风速停机时，轴承仍然受到因气流作用到叶片而产生的振动力。

交变或振动载荷使转盘轴承的滚动体和滚道接触部位以及轮齿接触部位产生微小的相对运动， 当接触处不能形成正常的润滑油膜而使金属直接接触时，转盘轴承就容易发生微动磨损。风力发电机组大多位于气候恶劣的野外，处于复杂多变的大气环境中，受到环境中的水分、海水中的盐分、酸雨和腐蚀性气体等的腐蚀，导致微动磨损，并伴随有微动腐蚀(这将加剧转盘轴承的微动磨损)，因此微动磨损是风电转盘轴承的主要失效模式。

风力发电机性能要求

风力发电机组地处野外，环境恶劣，维护成本高，针对风力发电机转盘轴承的典型工况特点， 对风力发电机转盘轴承润滑脂的性能提出了如下要求：

(1)较宽的高低温适应性

由于风电机组地处野外，工作环境温差大。在寒冷的北方，冬天可以达到一40℃；而在夏季的南方，气温可高达40℃以上， 这就要求润滑脂必须满足高温条件下结构变化小，不易流失泄漏，同时又要有良好的低温启动性能。

(2)优良的抗氧化性能和防腐蚀性能

风电场通常都建在荒漠、戈壁滩或者海上，因此必须保证润滑脂在潮湿、粉尘环境下的防锈性能及对接触部件的防腐蚀性能，且补加润滑脂的周期较长。因此，要求润滑脂具有良好的氧化安定性能，确保润滑脂有长的使用寿命。

(3)优良的抗磨极压性能

风力发电机转盘轴承低速、重载、启停频繁，同时具有滚动和滑动，且 滑动的方向和速度变化较快。由于转盘轴承特有的 运行工况，其润滑是断续的，每次启停都需要重新 建立油膜，属于边界润滑和混合润滑状态。转盘轴承长期处于高负荷工作状态，使得轴承的摩擦部位很容易磨损，如果润滑脂没有良好的抗磨极压性能，极易造成轴承过早失效。

(4)优良的自我修复性能和分油性能

随着循环次数的增加，润滑脂逐渐被排出接触区，润滑效果变差。转盘轴承的微动区域呈现出干摩擦状态。由于润滑脂为半固体，流动性差，同时轴承套圈和滚动体有一定的密合度，润滑脂很难进入接触表面，为此需要润滑脂具有优良的自我修复性能和分油性能，保证润滑脂长期保持在接触面上，形成油膜，起到润滑保护作用。

(5)优良的抗微动磨损性能

转盘轴承大部分时间处于相对静止状态或者缓慢摆动状态。风机的交变和振动载荷将使处于静止或缓慢摆动状态的转盘轴承的滚动体和套圈产生微小的相对往复运动，使润滑脂从接触面问被挤压出去。接触表面之间的相互位移很小，润滑脂从新分布较为困难：同时钢表面的氧化膜也被清除，使金属和金属直接接触，引起表面粘着。风机处于复杂多变的大气环境中，受水、盐雾、酸雨、腐蚀性气体和酸性介质等的侵袭，会产生微动腐蚀，加剧了转盘轴承的微动磨损。转盘轴承的微动磨损失效和锈蚀失效往往先于疲劳剥落发生，在滚道形成伪布氏压痕。严重的微动磨损会引发轴承微动裂纹扩展和断裂，成为制约转盘轴承运行可靠度和工作寿命的首要因素。因此，润滑脂需要具备良好的抗微动磨损性能。

由于风力发电机组地处偏远，环境恶劣，且转盘轴承体积较大以及高空作业的特殊性，使得风机转盘轴承拆装困难，因此要求风机转盘轴承的使用寿命长、可靠性高且运转灵活，从而对风力发电机转盘轴承润滑脂的性能要求极其苛刻。风力发电机转盘 轴承润滑脂不仅要满足高低温性能和抗腐蚀性能，更要求具备有突出的抗微动磨损性能。