風(fēng)電作為可再生能源中的佼佼者，以其清潔、安全、永續(xù)等特點(diǎn)，在各國能源戰(zhàn)略中的地位不斷地提高。風(fēng)電同時(shí)也作為中國新能源發(fā)展戰(zhàn)略，迅猛發(fā)展，累計(jì)裝機(jī)容量躍居世界第一，但行業(yè)規(guī)模發(fā)展時(shí)間較短，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)相對不夠完善，而且風(fēng)電場存在地理位置偏僻、機(jī)組分散、運(yùn)行環(huán)境惡劣等不利因素，使風(fēng)電機(jī)組維修存在很多困難。所以如何保護(hù)風(fēng)機(jī)零部件長壽命、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)顯得尤為重要。

奧吉娜SHG系列全合成風(fēng)電齒輪油

應(yīng)用范圍: 奧吉娜SHG 系列風(fēng)電齒輪油是聚 a-烯烴(PAO)基全合成齒輪油，適用于重負(fù)荷、極重負(fù)荷兼具沖擊負(fù)荷的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速齒輪箱系統(tǒng)潤滑，也適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 輔助齒輪箱，如偏航減速齒輪箱、變槳減速齒輪箱等傳動系統(tǒng)的潤滑。

技術(shù)規(guī)格:滿足 DIN51517-3、IEC 61400-4 規(guī)格要求。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T 33540.3

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據(jù)統(tǒng)計(jì)，引起風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)因素中，主齒輪箱故障約占35%，是風(fēng)電機(jī)組可靠運(yùn)行的最主要影響因素。而齒輪箱故障多半是由于齒輪產(chǎn)生微點(diǎn)蝕引起的。本文力圖通過對微點(diǎn)蝕的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，結(jié)合奧吉娜SHG 320全合成型風(fēng)電專用齒輪油優(yōu)異的抗微點(diǎn)蝕性能，提出對應(yīng)的控制和預(yù)防措施以期為避免或減輕微點(diǎn)蝕提供方案。

圖1 風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃性停機(jī)的因素

微點(diǎn)蝕，又稱“灰斑”，普遍存在于齒輪副表面，是一種表面疲勞并伴有材料脫落的磨損形式。顯微鏡下觀察，會看到密密麻麻成片的小坑或微小裂紋。盡管微點(diǎn)蝕不是一個(gè)新現(xiàn)象，由于微點(diǎn)蝕導(dǎo)致設(shè)備失效是一個(gè)較漫長的過程，所以人們對微點(diǎn)蝕的危害性認(rèn)識不足。因風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境惡劣，常年經(jīng)受變風(fēng)向、變負(fù)荷作用，頻繁出現(xiàn)微點(diǎn)蝕從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)齒輪箱失效，所以在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的過程中，風(fēng)機(jī)齒輪的微點(diǎn)蝕問題日益突出。風(fēng)電機(jī)組中微點(diǎn)蝕主要發(fā)生在低速重載齒輪面上，在齒面嚙合過程中，在較高的接觸應(yīng)力和相對摩擦作用下，導(dǎo)致齒面局部溫度升高，潤滑油膜破裂，齒面間的潤滑方式呈邊界潤滑狀態(tài)，使得兩齒面的波峰發(fā)生直接接觸，進(jìn)而導(dǎo)致微點(diǎn)蝕。齒面表面一旦產(chǎn)生微點(diǎn)蝕，將降低風(fēng)電機(jī)組齒輪組齒牙的精確度，增加動態(tài)負(fù)荷，進(jìn)而造成噪音增加、振動加強(qiáng)，并增加齒輪疲勞失效的機(jī)會，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致點(diǎn)蝕、剝落甚至斷齒（見圖2）。

另外，還有研究表明風(fēng)電齒輪由于微點(diǎn)蝕產(chǎn)生的硬質(zhì)碎片顆粒進(jìn)入到潤滑系統(tǒng)中，會造成風(fēng)電齒輪軸承的失效，平均降低軸承使用壽命20%以上，所以說微點(diǎn)蝕的產(chǎn)生對于風(fēng)電齒輪箱的長期、高效運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生極大危害。

圖2 由微點(diǎn)蝕引起的失效齒輪表面

對于微點(diǎn)蝕的控制及預(yù)防主要有兩方面的措施，一方面是從材料冶金及齒輪加工工藝著手，利用淬透、滲碳、研磨、感應(yīng)淬火和滲氮等熱處理工藝，同時(shí)提高齒輪的彎曲及接觸強(qiáng)度，降低齒輪加工表面的粗糙度，從而控制微點(diǎn)蝕發(fā)生的傾向。另一方面是從潤滑角度出發(fā)，改進(jìn)風(fēng)電潤滑油配方，利用PAO全合成型齒輪油，也是目前較為推崇的控制和預(yù)防微點(diǎn)蝕的方案，因?yàn)椴牧弦苯鸷图庸ぜ夹g(shù)通過多年發(fā)展，已經(jīng)較為成熟，控制微點(diǎn)蝕方面沒有更大的空間。并且對于風(fēng)電齒輪箱潤滑油的抗微點(diǎn)蝕性能的評價(jià)，目前利用標(biāo)準(zhǔn)化的FVA54模擬試驗(yàn)方法有效的判定潤滑油的抗微點(diǎn)蝕能力，在風(fēng)電齒輪油配方設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)FVA54的評價(jià)等級來開發(fā)具有優(yōu)異抗微點(diǎn)蝕能力的產(chǎn)品。

改善風(fēng)電齒輪的抗微點(diǎn)蝕能力，主要從潤滑油的粘度和添加劑的極壓性兩個(gè)方面入手。而潤滑油粘度是首要考慮影響因素，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，要保證粘度不會太小，從而確保足夠的油膜厚度；并且粘度過小容易是潤滑油進(jìn)入到裂紋中，在齒輪高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會在裂紋內(nèi)受到擠脹，從而加快裂紋的擴(kuò)展；當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，要保證粘度不會太大，因?yàn)樵趩訒r(shí)過大粘度的潤滑油不能及時(shí)泵送到齒輪箱各潤滑點(diǎn)，從而形成干摩擦，導(dǎo)致齒輪失效，所以必須選擇高粘度指數(shù)的PAO全合成型潤滑油，也就是說要保證潤滑油粘度隨溫度變化的程度小，而且通過FVA 54抗微點(diǎn)蝕試驗(yàn)結(jié)果表明合成型齒輪油顯著優(yōu)于礦物型齒輪油。另外，經(jīng)大量試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在低速重載齒輪運(yùn)行中，齒面逐步趨近于邊界潤滑狀態(tài)，這時(shí)潤滑油的粘度已不起作用，物理油膜首先被破壞了。為了提高齒輪的抗微點(diǎn)蝕能力，降低摩擦系數(shù)，提高邊界潤滑油膜的強(qiáng)度，需在風(fēng)電齒輪油中加入特殊配方的油性劑和極壓、抗磨劑，與齒輪表面形成穩(wěn)定的化學(xué)油膜，來滿足風(fēng)電齒輪箱長時(shí)間經(jīng)受變向、變載荷等惡劣工況條件。

基于以上理論依據(jù)，奧吉娜研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年研究試驗(yàn)，研發(fā)出了奧吉娜SHG 320全合成型風(fēng)電專用齒輪油，不僅滿足風(fēng)電齒輪箱苛刻的運(yùn)行環(huán)境，而且已通過Flender齒輪箱FVA54抗微點(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)的最高等級10級，表明奧吉娜SHG 320全合成型風(fēng)電專用齒輪油具有優(yōu)異的抗微點(diǎn)蝕能力，是風(fēng)電齒輪箱潤滑油的理想選擇。

通過上述講解，希望風(fēng)機(jī)制造者及使用者更加重視風(fēng)電齒輪油對齒輪箱的抗微點(diǎn)蝕保護(hù)，從而減少非計(jì)劃停機(jī)帶來的人力、物力損失，延長設(shè)備使用壽命，使風(fēng)電機(jī)組創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。