[发明专利]轴承脂润滑风电锥-摆偏航减速器

说明书

【技术领域】

本发明涉及风电齿轮箱技术领域，一种轴承脂润滑风电锥-摆偏航减速器，其新颖性在于箱体内滚动轴承用轴承脂润滑、摆线轮啮合副用齿轮油强制润滑。

【背景技术】

齿轮箱是风电机组三大核心技术之一。国内有大公司高管宣称生产的风电齿轮箱达到卫星级水平，保证20年正常运转。但《风电齿轮箱的发展及技术分析》(机械传动2008.06)指出：国产齿轮箱都运行不足3年而停机大修。

本发明是背景技术《风力发电偏航摆线减速器》(ZL201010174550.7)的创新。

(一)国内风电机组中的齿轮箱包括背景技术的问题是停机故障率高：

《风力发电机组齿轮箱润滑油选择指南》指出：“国内风电机组80％的停机故障是因为齿轮箱问题，齿轮箱出现故障概率分别为：轴承81％，齿轮14％…”

轴承故障率高的原因是什麽？①现代加工中心完全能保证轴承孔的加工精度，因此可排除机加工因素；②设计者惯于选用比计算值高一个等级轴承，因此可排除轴承负荷小于设计因素；③齿轮箱装配工大多是经验丰富的高级技师，因此可排除齿轮箱装配质量因素。

(二)“润滑不良是引起轴承早期破坏的主要原因”(刘泽九《滚动轴承应用手册》891页)

“…轴承早期失效往往不是材质引起的疲劳破坏，而是污染物进入轴承内部后润滑脂质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”(《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05)

向心球轴承接触应力σjmax＝5000MPa(р.д.别捷尔曼的《滚动轴承手册》134页)为齿轮副σjmax＝1450MPa的3-4倍，因此轴承润滑脂(油)的清洁度应远远高于齿轮的润滑油。

(1)《风力发电机齿轮箱的输入端》(201110062373.8)明确指出：现有风力发电机变桨或偏航齿轮箱运转中产生的铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，直接影响齿轮箱使用寿命，...；

(2)朱孝录《齿轮传动设计手册》94页：在动力齿轮传动中，轮齿表面由于滑动磨损、腐蚀、过热等等，因而出现齿面损耗是不可避免的；

(3)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“齿轮传动装备使用一段时间后拆下可发现轮齿表面出现磨损痕迹，特别在润滑较差或润滑油不纯洁的条件下，磨损现象更为明显，…磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。”

(三)理论上要求轴承用脂润滑(或不含添加剂矿物油)，齿轮用含添加剂的润滑油：

(a)刘泽九《滚动轴承应用手册》893页：“当高速运转或高温下工作的轴承，在无法使用润滑脂润滑时或轴承邻近的另件(如齿轮)用润滑油润滑时，轴承才用润滑油润滑。”

921页：“…滚动轴承的润滑一般用不含添加剂的矿物油”；

(b)朱孝录《齿轮传动设计手册》1087页：处于边界润滑状态下的齿轮，应使用含极压抗磨剂(添加剂)的润滑油。

SH/T0017-1990L-FC一等品轴承油运动粘度为90-100；比齿轮油粘度为288-352小得多。

(四)密封轴承能防止铁屑和杂质随润滑油进入轴承中，确保齿轮箱使用的可靠性。

选用密封轴承的理论依据如下：

①《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05：“密封轴承具有抗污染、简化结构等优点，在电机、航空、航天等领域应用广泛。…一些配套主机轴承早期失效往往不是材质引起的，而是污染物进入轴承内部后润滑脂质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”

②刘泽九《滚动轴承应用手册》593页：“密封轴承自身密封除了具有良好密封效果外，还能在轴承运转过程中毋需补给润滑剂而保持良好运转状态，减少了维修费用。”

③卜炎《实用轴承技术手册》95页：“在那些结构紧凑、轴向尺寸要求小、密封要求严格、维护补油困难，不便采用附加密封装置的地方，可以优先选用密封轴承。”

④埃斯曼《滚动轴承设设计与应用手册》221页：“当结构紧凑时，最好使用装有两面密封的向心球轴承。装有两面密封圈的向心球轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。”

朱孝录《齿轮传动设计手册》1096页：“润滑油和齿轮一样有它的使用寿命，油品使用寿命与使用工况和保养技术密切相关。…一般工业齿轮正常运转2500h.或6个月必须换油。”