基于发电机轴承润滑不良的故障分析

基于发电机轴承润滑不良的故障分析

杨晓波

陕西华电新能源发电有限公司    陕西省榆林市      718608

摘要：风力发电是全球各个国家非常关注的新型能源，风力发电机作为风能转化为电能的主要设备，其运转高效性和安全性尤为重要。轴承是风电机组的核心，在日常工作中轴承润滑效果是直接影响工作效率的主要因素。但是风电机投入使用以来，时有发电机轴承润滑不良的问题发生，进而影响安全生产。为此本文针对风力发电机轴承润滑系统进行研究，并分析润滑不良等故障的原因，提出针对性改善措施。

关键词：风力发电；发电机轴承；润滑不良；故障

1前言

目前全球各个国家对于资源的采用非常重视，特别是电能，很多科研人员已经逐渐发展新型能源，其中风能转化电能备受关注，该项技能也带动了电能的发展。风能转化为电能，最重要的就是风电机组等设备。风电机组主要是通过轴承带动风轮转动，将风能吸收转换成电能。在这个设备中，轴承作为核心部件起到很重要的作用，由于轴承是转动部件，因此其润滑效果最为关键。轴承的润滑要求非常高，需要定期对其进行油脂润滑加注，现阶段采用的加注润滑油脂技术主要是通过自动加脂泵实现。但是这种加注油脂的方式尚有缺陷，对于环境的要求较高，如寒冷的冬季或者其他恶劣环境，该设备无法有效加注油脂，从而导致轴承运转失效，轴承的使用寿命也会受到影响。故对风电机轴承的润滑效果进行提升是非常有必要且需求较为迫切，本文就此展开简要分析。

2风力发电机组轴承润滑基本情况分析

2.1 风力发电机组轴承润滑系统工作原理

轴承作为风电机组的核心设备，其运行的安全性和稳定性尤为重要。轴承运转过程中，为了避免内部发生摩擦受损的情况发生，通常都是需要另外设计润滑系统。要想保障轴承正常运转，不仅润滑系统要提供高性能的润滑油脂，还要在轴承上设置特定数量的润滑点，这样能够使得轴承内部滚动更加灵活，润滑效果得到提升。润滑系统会根据轴承内部的具体空腔来确定注入的润滑油脂量，然后根据计算获取滚动轴承数值进一步确定轴承在一定周期所消耗的油脂量，进而得出轴承的润滑周期。风电机润滑系统可以通过设定润滑泵的时间来控制电机运转，油脂就会依据安全阀设定量注入轴承中，保障轴承的润滑效果。

2.2轴承润滑的前提

（1）整体润滑前提

轴承润滑主要体现在润滑泵输送性能方面，而润滑量过多或者多少都可能会造成轴承的损伤和失效。风电机组的润滑方式大部分都是采取自动注脂，在这个过程中，需要注意两个前提，其一是风电机属于大型设备，其内部结构复杂，如果没有额外设计润滑系统或者润滑泵的空间，那么就无法保证润滑油脂能够顺利输送到轴承部位，因此润滑泵的空间设计是首要前提。对于较高的发电机设备，或者处于恶劣环境中的发电机设备，润滑脂的输送会受到一定的阻碍，故润滑油脂的低温输送也是必要前提。其二是高温环境下润滑油脂的使用稳定性，在高温作业下通常一些油脂会出现氧化、硬化或者过度软化的情况，影响润滑油脂的效果。

（2）各个部位润滑前提

首先是风电机组中主轴轴承的润滑前提。风电机主轴是运转的关键，其润滑效果至关重要，通常主轴位于机组的中心，而正是因为处于该位置，受到的轴承力较大，对于润滑的要求就会更高。风电机主轴和风轮同时运转，润滑也是需要更加集中；其次是发电机轴承的润滑前提，风电机转动速度与主轴转动速度保持一致，就需要发电机轴承与主轴的载荷基本相同，故该设备的润滑前提就是保障主轴轴承和发电机轴承一致，采取多点位集中润滑即可。风电机在运转过程中由于旋转发热，同时还需要保障润滑油脂在高温作业下降低流失或者尽可能地不流失。其次是偏航轴承的润滑前提，偏航轴承在工作过程中会受到较大的倾覆力矩，并且有一部分设备还会裸露在外，这样就会非常容易受到外界环境的污染。由于偏航轴承载荷较大且运转速度较低，这就需要工作人员特别关注轴承的密封性和内部的润滑效果。最后是齿轮箱的润滑前提，风电机齿轮箱的主要作用就是降低轴承的磨损，为整体机组的运转提供更好的工作环境。机组运转齿轮运转，由于长期保持工作状态，且负荷较高，齿轮非常容易出现微点蚀，从而影响齿轮运转失效。故对于齿轮的润滑特别要注意润滑油脂的抗微点蚀性能及自我清洁性能等。

3风电机组轴承润滑不良的故障原因

3.1润滑油性能较差

我国大部分风电机都设置在野外，由于环境等因素使得风电机在夏季运行良好，冬季较差。夏季环境温度较高，油脂流畅性好，油脂泵运输顺畅，润滑油脂能够很好地运输至所需部位，轴承润滑效果较好，工作效率较高。但是在冬季气温较低，油脂黏稠度较高，油脂泵流畅性低，系统无法保障油脂能够顺利运输因此会发生轴承缺油的问题，进而造成轴承运转不利，甚至轴承内部润滑不良，这主要是由于油脂浓稠度较高，使得被堵在油脂分配器中无法流动，甚至严重的还会堵塞油脂分配器。

3.2润滑油脂中含有杂质

供给轴承润滑的油脂中含有杂质，或者轴承在定期清理时没有彻底清理干净，轴承盖中有铁屑都是影响轴承润滑效果的重要因素，轴承在这样的状态下工作，不仅会磨损轴承，还会缩短轴承使用寿命，降低经济效益和运转安全性。一般情况下，出现这种情况都是通过换润滑油脂，彻底清洗轴承来解决。为了减少轴承运转过程中不必要的麻烦，在装配设备时，要保障润滑油的质量，同时也要确保设备的清洁性。润滑油脂在使用过程中也会受到周围工作环境的影响出现杂质等情况，这就需要定期对轴承的润滑油脂进行更换，更换过程中润滑油脂盛装物要做好密封，使用的旧油脂不要放在新油桶中，陈油中酸质增高也会进一步腐蚀轴承，使得轴承受到损坏。

3.3润滑系统中回路管受阻

风电机中轴承润滑系统中回油管工作顺利能够提升轴承室微负压状态建立的效果，回油管系统如果运输堵塞，则会影响液位上升，如果液位上升至油挡下部的油挡齿条高度，就会造成轴承出现漏油的问题。出现轴承系统回油管路堵塞现象的主要原因有回油管路位置较高、管理内部存在杂物等。

4改善轴承润滑不良的措施

4.1优化润滑油脂黏稠度及供给方式

针对轴承在运转过程中润滑不良造成的杂质进入轴承等问题，可以通过适量增加润滑油脂量降低轴承之间的空隙和摩擦力进行解决。此外如果轴承的磨损是由于润滑油脂黏稠度无法满足轴承运转所需，工作人员可以通过改变润滑油黏稠度，或者换选黏稠度适宜的润滑油。针对设备运转过程中无法更换润滑油脂的情况，可以通过注入合适型号处理剂，降低润滑油脂与轴承之间的不适配性。也可以对轴承进行涂层处理，降低轴承之间不良摩擦，避免轴承出现磨损。

4.2定期排查润滑系统回油管路

要对轴承内部的润滑油脂量进行严格把控，避免轴承中的润滑油脂过量沉积。发电机轴承出现润滑不良的位置可以采用手动注油方式，这样能够更加精准地把控油脂输送量和输送位置。对于轴承润滑方面在日常维护的工作中还需要注意对轴承密封圈的检查，及时清理废油排出口，确保没有油脂残留，避免回油管路堵塞。此外还需要对轴承内部的废油定期清理，以防废油固化影响轴承运转。

5.结语

风电机轴承润滑效果受到很多方面的影响，如轴承所受载荷、风机运转的工作环境等，这些都是决定选择润滑油脂的关键因素。在日常工作运行的过程中，要密切观察风电机轴承的润滑效果，及时发现问题，尽早处理，避免由于润滑不良而造成轴承运转不利的问题。

参考文献

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