风机润滑油的性能指标

　　风电场要不断提高发电量，就需确保原有及新装的风机能够长期稳定运转，而风机润滑油则在其中扮演着重要角色。

　　风机润滑油的性能指标：

　　1.微点蚀保护

　　为最大限度减少塔身上部重量，变速箱一般采用紧凑型设计，其中包括齿轮的表面硬化设计。经过表面硬化处理(渗碳、氮化、感应和火焰淬火)的齿轮，在复杂的气候条件和运行负荷下极易受到微点蚀的影响。因此，选用的齿轮润滑油必须拥有防止此类磨损的功能。

　　微点蚀是一种表面磨损现象，主要发生在齿轮和滚动轴承上。当设备运转开始后几个小时内，微点蚀作用就能引起其表面开裂。这些细微的裂痕以与表面成浅斜角(通常小于30°)的状态不断扩大，继而形成直径在10μm以下的微点。在这些微点的共同作用下，其表面的裂痕又会继续扩大。这些微点虽然看起来很小，但它们能降低轮齿的吻合度，严重时可导致齿轮断裂故障。

　　为了尽量避免意外停机和更换齿轮所造成的损失，维护人员可以使用专门用来防止微点蚀的润滑油。齿轮润滑油对微点蚀保护功效的高低，一般通过FVA 54微点蚀测试来测量。

　　该测试包括两部分：6次递增负荷，每次运转16h;80h高负荷耐久实验。这两个测试都在1500转/min的转速下进行，并且使用专门用于微点蚀测试的C型齿轮。根据齿形的吻合程度、微点蚀区域所占的比例以及重量损耗情况，润滑油被分为不同的等级，用数字及高/中/低耐久性来表示。各大齿轮生产商都会建议维护人员使用至少是“=10高”等级的润滑油。

　　需要注意的是，二次注油无法修复之前已经发生微点蚀的齿轮，但一旦更换齿轮后，注入的润滑油可以帮助提高生产效率并延长新齿轮的使用寿命。

　　2.抗磨损和轴承保护

　　磨损主要是由滑行齿面间的材料移动造成。当齿轮油的油膜厚度不够时，就会造成齿轮间金属部件的接触(如图)。如果磨损一直持续下去，就不得不过早更换齿轮。 FZG磨损测试(DIN 51354-2 mod)利用标准的齿轮机组在不同温度和速度下测试抗擦伤和抗磨损性能。润滑油的等级根据其失效级数(FLS)而定。美孚建议维护人员应使用FLS>14的润滑油。

　　由于润滑油质量差而损坏轴承，也是导致变速箱停机最为常见的原因之一。风机齿轮油的FAG FE8四级测试可在不同负荷、速度和温度条件下对轴承润滑油的性能进行测试。该测试的四级分别是：磨损测试、混合摩擦、使用期限测试和油泥测试。根据四级测试的总体结果，润滑油的等级分为1～5级。1级表示该润滑油可为轴承提供极佳的保护。

　　3.粘度

　　粘度是指润滑油在各种高温和低温环境下保持粘稠性的能力。风机的运行环境非常恶劣，有时温度会低至-45℃，有时又会高达80℃。为了确定润滑油能否经得住温度的剧烈变化，维护人员可对产品的粘度指数进行评估。粘度指数可根据ASTM D2270标准进行测量，它反映了润滑油粘度对温度变化的抵抗能力。美孚建议维护人员应该选择粘度指数在160或160以上的产品。

　　合成润滑油与矿物油基润滑油相比，具有更为突出的粘温性，并且在很多温度环境下都有卓越的润滑能力。因此，合成润滑油在变速箱油中使用更为普遍。

　　例如，美孚SHC XMP320齿轮油的粘度系数为164。这款高性能的聚烯烃基齿轮油，得到了全世界大部分风机、变速箱和轴承生产商的认可。

　　4.过滤性能

　　美国齿轮制造商协会(AGMA)指南对主变速箱中的齿轮油清洁度有严格的要求，因为保持齿轮油的清洁可大大延长零部件的使用寿命。

　　齿轮油的过滤性能是指齿轮油在实际运行条件下通过过滤器，同时又不会堵住过滤器的能力，这种过滤性能经常被忽视。标准的过滤性能测试一般都只对表明或不表明运行条件下新的不含水的油进行评估。大型风力发电场已经证明，即使按照原始设备制造商的建议，用两倍的更换频率来更换过滤器，一年的总体拥有成本也要超过27.5万美元。

　　齿轮油里的添加剂对过滤性能有重要影响。过滤性能一般是以微米等级来界定的。在很多情况下，会使用2～3μm的肾形回路过滤器和5μm主过滤器来清洁齿轮油和保护风机变速箱的部件。正确了解和对待微米等级的过滤材料也十分重要。有时候，添加剂可以从齿轮油里过滤出来或有可能从齿轮油里分离出来，特别是当齿轮油与水混在一起时。另外，湿性和干性的齿轮油的过滤性能是不同的。

　　为了弄清楚影响过滤性能的复杂因素，美孚建议在需要的时候一定咨询润滑油生产商和过滤器供应商，并在他们指导下正确有效地找到最适合的润滑油。

　　5.耐水性

　　变速箱里的油不能混入水分。但是，由于风机本身运行时的特点，要使风机里的油和水完全分离几乎是不可能的。当叶片在旋转时，变速箱运行的温度高达80℃，而当叶片停止旋转时，变速箱就会冷却下来，并从空气中吸纳水分或湿气。因此，水分难免会进入变速箱。这个时候，如果使用耐水性差的齿轮油，就会导致油泥和水解。为了防止由于水的缘故所造成故障，必须找到一种不易吸水，但在少量水存在的情况下，也能给设备提供充足润滑保护的齿轮油。

　　齿轮油的耐水性特征通过ASTM D1401标准测试进行衡量。该测试可测量油的油水分离能力，测试标准以时间(min)表示。美孚建议维护人员应选择15min或更低的齿轮油。

来源：北极星风力发电网

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