風力發(fā)電機變槳軸承微動磨損研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖和化石能源的日趨枯竭，風能作為一種可再生的綠色能源越來越受到各國的高度重視。風力發(fā)電是一種主要的風能利用形式，隨著科技的發(fā)展而日益成熟，風電產(chǎn)業(yè)前景光明。
　　風力發(fā)電機在氣候惡劣的野外工作，要求免維護運行20年，風電軸承作為風力發(fā)電機組的主要零部件對風力發(fā)電機的可靠運行影響極大，因此對風電軸承提出了極高的要求。變槳軸承是風電軸承中受力最復雜的軸承，因此變槳軸承失效形式研究，對提高其可靠性、延長其使用壽命具有重要的

2、工程實際意義。
　　本文圍繞風力發(fā)電機組的變槳軸承的受力和微動磨損，主要開展了以下研究工作：
　　(1)首先對風力發(fā)電機組運行過程中變槳軸承的外部載荷進行分析，了解變槳軸承的載荷特性；然后分析對比雙排球轉(zhuǎn)盤軸承和交叉滾子轉(zhuǎn)盤軸承的承載力學特性，分析結(jié)果對變槳軸承類型的選擇具有參考價值；最后對目前兆瓦級風力發(fā)電機上使用較多的雙排四點接觸球軸承滾道載荷分布進行計算，通過計算可知在一定負游隙時軸承具有最大的承載力。
　　(2

3、)在軸承載荷分析的基礎(chǔ)上研究軸承的微動運行模式和微動損傷形式。通過分析得知，發(fā)生在變槳軸承滾道處和輪齒處的微動是復雜的復合微動，是變槳軸承的主要失效形式之一。發(fā)生在變槳軸承滾道處的微動運行模式是徑向微動、切向微動、扭轉(zhuǎn)微動、滾動微動和Heathcote滑動引起的微動的組合。
　　(3)在MTS材料試驗機上對變槳軸承的徑向微動和切向微動組成的復合微動試驗發(fā)現(xiàn)，不同接觸角度和材料硬度對微動磨損影響很大。當接觸受力角度小時，磨損以切向微

4、動磨損為主，此時材料硬度大抗微動磨損能力較好；而在接觸受力角度小時，磨損以徑向微動磨損為主，材料硬度小抗微動磨損能力強。
　　(4)模擬變槳軸承運行工況，設計制造了軸承擺動微動試驗裝置，在該裝置上進行了不同的載荷、擺角和循環(huán)次數(shù)的微動試驗。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，軸承微動磨損載荷增加而減小，隨著擺動角度增加微動磨損加重；軸承微動磨損主要在微動初期產(chǎn)生，但隨著擺動循環(huán)次數(shù)的增加，微動磨損趨于緩和。
　　(5)為研究脂潤滑對球軸承擺動微動

5、磨損的影響，對軸承在干態(tài)下和脂潤滑條件下的微動磨損進行對比試驗。結(jié)果表明，脂潤滑可以減緩軸承的微動磨損，并且隨著擺動幅度的增大以及載荷的減小，脂潤滑減緩微動磨損作用增大；隨著循環(huán)次數(shù)增加，脂潤滑條件下軸承微動磨損中的氧化作用明顯減??；在微動后期脂潤滑會增加疲勞裂紋萌生的機會。
　　(6)依據(jù)切向和徑向微動組合而成的復合微動試驗結(jié)果和軸承擺動微動試驗結(jié)果，從機械、結(jié)構(gòu)和潤滑等方面提出了變槳軸承微動磨損的減緩措施。
　　總之，本