[發(fā)明專利]軸承用脂潤滑風(fēng)力發(fā)電變槳齒輪箱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210443589.3
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103791035A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳聲震
• 申請（專利權(quán)）人: 吳小杰
• 主分類號: F16H1/28
• 分類號: F16H1/28;F16H57/029;F16H57/021;F16H57/023;F16H57/08;F03D11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及風(fēng)電齒輪箱技術(shù)領(lǐng)域，一種軸承用脂潤滑風(fēng)力發(fā)電變槳齒輪箱，其新穎性在于箱體內(nèi)滾動軸承用軸承脂潤滑、齒輪嚙合副用齒輪油強制潤滑。

【背景技術(shù)】

齒輪箱是風(fēng)電機組三大核心技術(shù)之一。國內(nèi)有大公司高管宣稱生產(chǎn)的風(fēng)電齒輪箱達到衛(wèi)星級水平，保證20年正常運轉(zhuǎn)。

但《風(fēng)電齒輪箱的發(fā)展及技術(shù)分析》(機械傳動2008.06)指出：國產(chǎn)齒輪箱都運行不足3年而停機大修。

本發(fā)明是下述背景技術(shù)的創(chuàng)新：

《風(fēng)力發(fā)電機變槳齒輪箱》(ZL200410064931.4)

《風(fēng)力發(fā)電變槳減速齒輪箱》ZL200920116858.9

《風(fēng)力發(fā)電變槳減速齒輪箱》ZL200920116858.9

(一)國內(nèi)風(fēng)電機組中的齒輪箱包括背景技術(shù)的問題是停機故障率高：

《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱潤滑油選擇指南》指出：“國內(nèi)風(fēng)電機組80％的停機故障是因為齒輪箱問題，齒輪箱出現(xiàn)故障概率分別為：軸承81％，齒輪14％…”

軸承故障率高的原因是什麼？①現(xiàn)代加工中心完全能保證軸承孔的加工精度，因此可排除機加工因素；②設(shè)計者慣于選用比計算值高一個等級軸承，因此可排除軸承負荷小于設(shè)計因素；③齒輪箱裝配工大多是經(jīng)驗豐富的高級技師，因此可排除齒輪箱裝配質(zhì)量因素。

(二)“潤滑不良是引起軸承早期破壞的主要原因”(劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》891頁)

“…軸承早期失效往往不是材質(zhì)引起的疲勞破壞，而是污染物進入軸承內(nèi)部后潤滑脂質(zhì)逐漸變壞，在滾動接觸面上產(chǎn)生壓痕所致。”(《密封深溝球軸承的密封技術(shù)》軸承2009.05)

向心球軸承接觸應(yīng)力σjmax＝5000MPa(р.д.別捷爾曼的《滾動軸承手冊》134頁)為齒輪副σjmax＝1450MPa的3-4倍，因此軸承潤滑脂(油)的清潔度應(yīng)遠遠高于齒輪的潤滑油。

(1)國內(nèi)最大型風(fēng)電齒輪箱企業(yè)——南京高速齒輪制造有限公司齒輪專家在發(fā)明專利《風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱的輸入端》(201110062373.8)申請說明書中明確指出：

現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機變槳或偏航齒輪箱運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進入軸承中，直接影響齒輪箱使用壽命，…；

(2)朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》94頁：在動力齒輪傳動中，輪齒表面由于滑動磨損、腐蝕、過熱等等，因而出現(xiàn)齒面損耗是不可避免的；

(3)《風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱軸承的保養(yǎng)和維護》：“運行人員登機發(fā)現(xiàn)濾清器內(nèi)有2mm2鱗片狀鐵屑和大量金屬粉末；高速軸軸承損壞后齒輪位移，導(dǎo)致行星架齒面嚙合異常而損壞。”

(4)上海機械學(xué)院《機械設(shè)計基礎(chǔ)》上103頁：“齒輪傳動裝備使用一段時間后拆下可發(fā)現(xiàn)輪齒表面出現(xiàn)磨損痕跡，特別在潤滑較差或潤滑油不純潔的條件下，磨損現(xiàn)象更為明顯，…磨損是由于接觸面之間有作用力和相對滑動造成的。”

(5)《磁性油塞》(ZL200720131393.5)說明書指出：在工作的過程中，由于相互嚙合的齒輪磨損后往往形成游離鐵粉末，加速金屬接觸面的磨損，……；

(6)《軌道交通車輛齒輪箱上的磁性油塞》(201120068109.0)說明書：齒輪嚙合中產(chǎn)生的游離金屬顆粒不斷被潤滑油帶入齒輪嚙合面，加速了齒輪磨損，直接影響齒輪箱使用壽命，…；

(7)《風(fēng)電增速箱》(ZL200920112092)說明書采用磁性螺塞來吸附潤滑油中游離金屬粉末；

(8)《傳動機構(gòu)箱體潤滑油鐵屑磨粒吸附裝置》(ZL200820083625.9)說明書：齒輪在加工過程中難免帶有毛刺，齒輪嚙合副的滑動摩擦?xí)a(chǎn)生鐵屑磨粒，…。

(三)理論上要求軸承用脂潤滑(或不含添加劑礦物油)，齒輪用含添加劑的潤滑油：

(a)劉澤九《滾動軸承應(yīng)用手冊》893頁：“當(dāng)高速運轉(zhuǎn)或高溫下工作的軸承，在無法使用潤滑脂潤滑時或軸承鄰近的另件(如齒輪)用潤滑油潤滑時，軸承才用潤滑油潤滑。”

921頁：“…滾動軸承的潤滑一般用不含添加劑的礦物油”；

(b)朱孝錄《齒輪傳動設(shè)計手冊》1087頁：處于邊界潤滑狀態(tài)下的齒輪，應(yīng)使用含極壓抗磨劑(添加劑)的潤滑油。

SH/T0017-1990?L-FC一等品軸承油運動粘度為90-100；比齒輪油粘度為288-352小得多。

結(jié)論：風(fēng)電齒輪箱故障率高的根本原因是齒輪箱運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的鐵屑和雜質(zhì)隨潤滑油進入軸承中，軸承損壞導(dǎo)致齒輪箱出現(xiàn)故障而停機，即使有過濾器和磁性螺塞。