摘　要：風力發電機主軸軸承潤滑效果的好壞對其壽命至關重要，本（běn）文擬就風場的（de）一起潤滑案例現象分析，來闡述潤滑脂的工作原理以及潤滑脂是如何（hé）對風電機組主軸軸承起到潤滑作用的。
　　關鍵詞：軸（zhóu）承；潤滑（huá）脂；風力發電（diàn）機
　　風力發電（diàn）機主軸軸承（chéng）是風力發電機（jī）的核心備件之一（yī），其壽命關係到整台風電機組的（de）壽命，且一旦失效，更（gèng）換非（fēi）常困難，並且費用（yòng）昂貴。目前兆瓦級風電機組的主軸軸承多采用雙列調心滾子（zǐ）軸承，其同時要承受（shòu）軸向及徑（jìng）向的負載，其優點是對主軸的（de）偏斜具有適應性，不會卡死（sǐ）。
　　風電機（jī）組主軸軸承潤滑效果的好壞對其（qí）壽（shòu）命至關重要（yào）。目前市場上風電（diàn）機組主軸軸承的潤滑方式主要有兩種：潤滑脂（zhī）潤滑及潤滑（huá）油潤滑，其中潤滑脂潤滑占的比例比較高，它適用於安裝在機座上的獨立（lì）主軸承座。由於風電機組主軸（zhóu）軸承的潤滑脂更換困難、而（ér）且要在極低的環境溫度下運行，對潤滑脂的選擇就（jiù）非常重要。綜合以上潤滑要求（qiú），我們選擇了Mobil SHC Grease 460WT合成潤（rùn）滑脂（埃克森美孚公司生產），這種潤滑脂是專門為風電機組軸承開發的合成潤滑脂產品，它（tā）具有壽命長以及（jí）良好的低溫性能，能夠在-40℃的環（huán）境（jìng）溫度下，為風電機組主軸軸承提供良好（hǎo）的潤滑保護。
　　下麵就我公司處理的一起現場（chǎng）案（àn）例，來闡述風電機組主軸軸（zhóu）承潤滑脂潤滑的原理。
　　背景說（shuō）明：
　　2011年9月2日，某風電（diàn）機組製（zhì）造商主持召開關於“3.0MW主軸軸承投產及後續檢測”會議，會（huì）議中提到其在某風場現場使用的瓦軸主軸軸承滾子上未附有潤滑脂，擔（dān）心影響主（zhǔ）軸（zhóu）軸承的潤滑效果，並希望瓦軸派技術人員（yuán）前往風場查看分析。
　　現（xiàn）場（chǎng）觀察：
　　該風電機組開始運行（háng）時間為2011年5月3日（總運行時間4個月）。2011年9月（yuè）7日，我們同風電機組製造（zào）商相關人員一（yī）同前往風電機組現場，查看滾子（zǐ）潤滑情況，現場拆下了（le）四塊（kuài）主軸承密封端麵擋板，並對主軸承滾子潤滑情況進行了（le）觀察與分（fèn）析。
　　觀察現象：
　　主軸軸（zhóu）承上方腔體（tǐ）內（nèi）潤（rùn）滑脂很少，軸承內（nèi）圈滾道上有潤滑（huá）脂，而滾子可（kě）見的非工作麵有紅色潤滑脂，而工作表麵局部區未見紅色潤滑脂（Mobil SHC Grease 460WT為紅色潤滑脂），在滾子表麵沒有紅色潤滑脂的區域（yù）用手觸摸，感覺有（yǒu）一層粘粘的無色油膜（mó）。如圖1所示。 　　情況分析：
　　通過現場觀察（chá）後，擬從以下的幾方麵原理進行分析：
　　（1）潤滑脂（zhī）的組成
　　潤（rùn）滑脂是由潤滑油（基礎油+添加劑）與稠化劑調和而（ér）成的（de）。稠化劑的結構是三維纖維或顆（kē）粒（lì）網狀結構，具有很多的孔隙（xì），潤滑油就充斥於這種結構（gòu）當中，因此可以把（bǎ）潤滑脂看成是（shì）一塊充滿潤滑油（yóu）的海（hǎi）綿。
　　（2）潤滑脂的潤滑原理
　　當潤滑脂在受到外（wài）力時，其中的（de）潤滑（huá）油會在潤滑點負載區域釋放出來，即析出，而起到潤滑作用;當外（wài）力消失的時候，析出的潤滑油會有一部分重新吸收回潤滑脂中，還會有一部分留在潤滑點負載區。真正起到潤滑（huá）作用的潤滑脂中的（de）潤滑油，而不是潤滑脂本身。
　　（3）潤滑脂對軸承的潤滑（huá）保護
　　潤滑脂析出的潤滑油可以使軸承（chéng）滾動麵及滑動麵間形成一層薄薄的油（yóu）膜，以防止金（jīn）屬與金屬（shǔ）直接接（jiē）觸，從而減少軸承內部摩（mó）擦及磨損，防止燒粘，其主要作用如下包括：減少摩擦及磨損、延長疲勞壽命、冷卻、密封、防鏽等等。
　　（4）潤滑脂的溝流（liú）特性（成溝性）
　　成溝性是指潤滑脂（zhī）在軸承中連續工作是形成溝槽的趨向，這樣滾道旁一部分未（wèi）工（gōng）作的潤（rùn）滑脂構成溝槽的槽壁（bì）而形成（chéng）油池，同時也起到一定的密封（fēng）作用。
　　主軸軸（zhóu）承垂直於（yú）地麵工作，直徑為2.3m，滿發時的轉速為18rpm，因而具有很大的線速（sù）度（dù）為2.35m/s，滾子在不斷地旋轉過程中，潤滑脂受高頻剪切，不斷地析出潤滑油，該油在滾子表麵負載區域形（xíng）成（chéng）油膜，並起主要的潤滑作（zuò）用（yòng），這就是（shì）我們所觸摸（mō）到的無色油膜（mó）；同時基礎油會降低油脂對滾子的粘附能力（lì），在重力的作用下，滾子表麵的紅色潤滑脂會滑（huá）落，這就（jiù）是我們所觀察到的滾（gǔn）子端麵（有少量潤滑脂）及（jí）其工作麵為光亮金屬色的原因。
　　在主軸軸承中的絕大多數潤滑脂相對於主軸軸承處於相對靜止狀態，是（shì）通過潤滑脂的析（xī）油和少（shǎo）量潤（rùn）滑（huá）脂的流動向潤滑點補充新脂。多數情況下一定稠度的潤滑（huá）脂能夠在軸承中形成溝（gōu）流狀態，有利於軸承的密封（潤滑脂溝槽槽壁）和降低軸承溫升（析出的潤滑油（yóu）形成油池），每（měi）當主軸承滾子經過油池時，析出（chū）的潤滑（huá）油都會附著在滾子的表麵（miàn），而潤滑脂過大（dà）的（de）粘附性（xìng）反而會增加軸承溫升（shēng）和功率消耗，不利於軸承潤（rùn）滑。
　　軸承上方滑落下來的潤滑脂均沉積在軸承的下半（bàn）部（bù），打開軸承（chéng）右（yòu）下方端麵擋板，潤滑脂（zhī）便會成塊狀（zhuàng）下掉，這就是我們所見到的軸承上方潤滑脂少而下方潤滑脂多的（de）原因。沉積的潤滑脂也反映了潤滑脂的溝流特性，有利於（yú）形成密封和油池，為軸承提供更（gèng）好的潤滑保護。圖2為重直軸的1/2處的潤滑脂的分布情（qíng）況。 　　結論：
　　綜合上述潤滑脂現象與分析，已與（yǔ）風電（diàn）機組製造商溝通，他們認可以（yǐ）上的分析。為可靠起見，我們（men）特在軸承上取下潤（rùn）滑（huá）脂800g左右，打包後（hòu）隨飛機帶回分（fèn）析，以確保（bǎo）潤滑脂工作的穩定性和軸承運轉的可靠性。
　　對所帶回來（lái）的已（yǐ）工作4個月的潤滑脂的主要特性指標進行檢驗。從檢驗（yàn）結果看，潤滑脂剪切安定性較好，其主要特性指標（biāo）沒有發生改（gǎi）變（biàn）。通過檢驗得知該潤滑脂的工作性能穩定，能夠（gòu）保（bǎo）障試驗風電機組主（zhǔ）軸承潤滑。