從2005年至2010年，中國的風電市場呈現(xiàn)高速增長，每年裝機量幾近翻番。截止到2011年底，中國的風電總裝機量已經(jīng)在全球排名第一。

風力發(fā)電機作為清潔能源的發(fā)電設備，會經(jīng)歷各種環(huán)境的多重考驗，如何確保風力發(fā)電機組的正常運行，除了和設計、材料、制造、安裝、維護等因素有關，潤滑所起的作用不容忽視。文中重點介紹了風力發(fā)電機組變槳/偏航軸承的潤滑要求及配套潤滑脂的選擇和測試方法。

變槳軸承的工作原理是當風向發(fā)生變化時，通過變槳驅(qū)動電機帶動變槳軸承轉(zhuǎn)動來改變?nèi)~片的迎角，使葉片保持最佳的迎風狀態(tài)，從而控制葉片的升力，達到控制作用在葉片上的扭矩和功率的目的。

偏航軸承的工作原理是將風向儀的風速與機艙位置夾角輸入到主控，主控計算得出偏航角度。偏航電機開始工作時，一般由4個偏航電機通過偏航減速箱帶動偏航軸承旋轉(zhuǎn)，從而帶動整個機艙旋轉(zhuǎn)。不偏航時由偏航剎車片通過液壓制動來剎車，使風機機艙不至于晃動，以準確對風。

變槳/偏航軸承的受力情況復雜，而且軸承承受的沖擊和振動也比較大，因此要求軸承既能承受沖擊，又能承受較大載荷。風力發(fā)電機主機壽命要求20年，軸承安裝的成本較大，因此要求變槳/偏航軸承壽命也要達到20年。偏航軸承一般采用四點接觸球軸承結構。變槳軸承一般采用雙排四點接觸球軸承結構。

風力發(fā)電機組變槳/偏航軸承的潤滑要求

變槳/偏航軸承作為風力發(fā)電機組的核心部件之一，如何確保并延長變槳/偏航軸承的使用壽命，減少不必要的停機以及降低綜合維護成本，選擇合適的潤滑脂非常重要（圖1）。對潤滑脂的具體要求，總結起來主要有以下幾個方面：工作溫度范圍要求在-40℃～+50℃；有效承受高負載；在冬天低溫條件下能順利啟動；抗氧化及長效潤滑的要求，能夠延長補脂周期，同時降低年消耗量；防腐蝕的要求，尤其是海上風電機組的防腐蝕；密封兼容性；在自動潤滑系統(tǒng)中具有良好泵送性能的要求，充分保證在低溫條件下也能及時輸送足量的油脂；抗摩擦腐蝕的要求，由于變槳/偏航軸承的工況特點是低速高負載并伴隨小幅振動，而小幅振動將產(chǎn)生摩擦腐蝕，從而影響到軸承的正常運行和軸承的使用壽命，導致運維成本大幅度增加。

含白色固體潤滑劑的潤滑脂特性

福斯公司多年來給眾多世界知名風力發(fā)電機組制造企業(yè)及相關的軸承配套企業(yè)提供含白色固體潤滑劑的潤滑脂gleitmo 585 K，歷經(jīng)多年的實踐應用，gleitmo 585 K被證明是風力發(fā)電機組變槳/偏航軸承潤滑的理想選擇。

文中所介紹的“白色固體潤滑劑”是指各種無機化合物，在一定的使用條件下，這些化合物能形成抗摩擦化學反應層。gleitmo 585 K含多種活性反應白色固體潤滑劑，這些白色固體潤滑劑的組合能顯示出協(xié)同效果，加快并加強了抗摩擦化學反應層的形成，確保在苛刻工況下也能達到卓越的防磨損效果。而聚四氟乙烯（PTFE）和蠟不能形成這種反應層，因此并不包含在文中介紹的“白色固體潤滑劑”。

摩擦腐蝕會產(chǎn)生不良變化

摩擦腐蝕導致鐵質(zhì)材料配合表面發(fā)生不良變化。實踐中，此類磨損常常發(fā)生在通過摩擦和剛性連接的機械部件上。如果振動的振幅較小（小于500μm），這種磨損就稱為摩擦腐蝕，即使零件并非故意地相對運動，摩擦腐蝕也會發(fā)生。事實上，摩擦腐蝕經(jīng)常通過振動來傳遞，如軸承座或軸/套連接。對于運動模式均衡一致的零件也是如此，但這種運動的零件時常會緊急啟動/停止。

SRV測試方法（振動、摩擦和磨損試驗）

與振動相關的摩擦所使用的潤滑劑性能數(shù)據(jù)可通過SRV試驗機測定。試驗樣品（平面上放置球體或圓柱體）沿直線做振蕩運動。試驗樣品涂滿潤滑脂后，施加縱向機械載荷作用力，并按照規(guī)定的頻率、設定的振幅和特定的溫度作為試驗條件（圖2）。例如標準數(shù)值為：50Hz/500μm/300N/+50℃。摩擦系數(shù)μ通過對摩擦力進行測量計算。同時，測量平面上磨損的體積和深度。通過以上手段收集的試驗數(shù)據(jù)能顯示潤滑劑的實際使用性能。

特殊測試方法——IME RE磨痕測試

IME RE槽紋測試（圖3）是德國亞琛理工大學機械構件和機械設計學院（IME Aachen）開發(fā)的試驗方法，軸承制造商為多特蒙德（Dortmund）的羅特艾德（Rothe Erde）有限公司。測試通過作用在四點接觸軸承上的振動軸向力，而外圈和內(nèi)圈相對固定，接觸部分的幾何形態(tài)是點接觸，測試磨損深度以及防腐蝕保護特性，同時可以較高的軸向負荷與鹽水影響下，對使用壽命進行測試。隨著風力發(fā)電機組不斷向大功率機組發(fā)展，含白色固體潤滑劑的潤滑脂在風力發(fā)電機組變槳/偏航軸承潤滑上的卓越表現(xiàn)將更加明顯，相信也將受到更多用戶的青睞。