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干货风电机组寿命延长的关键:变桨轴承升级

干货风电机组寿命延长的关键:变桨轴承升级

  北极星风力发电网讯:风电工业的迅猛生长,风电机组正朝着低风速高功率的宗旨生长,正在功率晋升的同时,风机对各子编制均提出了更高的条件,变桨轴承行为风电机组的重点零部件,直接影响一切变桨举措的连贯性太平性以及精准度。

  跟着邦内正在役风电机组慢慢老化,外加异常气候、不行预知的负载震撼等要素影响,风机变桨轴承大概闪现不料打击,导致风机寿命消重,通过变桨轴承的计划升级改制,能够将变桨轴承的寿命延迟众达10年,延迟风力发电机组的用寿命的同时,普及风机的运转效用,淘汰打击停机年华。

  变浆便是风力发电机叶片改换角度的历程,变浆轴承便是用于变浆机构的轴承,其位于转子轮毂与叶片连合地点,正在液压驱动可将叶片调剂到适合风况的最佳角度,变浆轴承维修本钱高,条件寿命长。

  变桨轴承的计划利用寿命为20年(约175,000小时),平常由具有深槽的哥特式拱形滚道和最大的滚珠球组成。滚珠球由圆盘状的垫片或笼式隔离器平均漫衍。单排四点或双排八点接触计划可供给超卓的负载才智,轴承滚道可使滚珠同时从任何宗旨接受载荷。

  然则,风机少少工况状况下特点大概会导致变桨轴承的利用寿命消重,理念状况下,变桨轴承正在其一切利用寿射中盘旋的角度始终不会逾越90°,但底细变桨轴承正在负重载荷下会受到极度小的(5°)摆动角,这会对变桨轴承部件施加很大的压力,别的因为哆嗦源由,轴承润滑剂会急迅降解并导致粘合剂磨损。

  邦内大都风电机组地舆地点幽静,处境丰富,变桨轴承地点处于风机塔架顶部的地点,旧例巡检和视察展现不了其题目,唯有正在每隔6到12个月的按期庇护光阴可直接视察到变桨轴承并展现题目。

  由准则轴承打算模子预测的经典打击形式(即疲顿剥落和布氏剥落)实践上并不是变桨轴承打击的常睹源由。常睹打击平常是润滑不良变成的。润滑惹起的打击网罗振动磨损(毛病的布氏磨损),腐化,碎屑重降和外外激励的疲顿。离别器损坏,滚道剥落,剖分式滚珠和轴承锁建都大概是变桨轴承润滑不良的迹象。很众归类为基于负载的打击实践上大概是因为润滑脂降解惹起的题目所致。

  因为风电机组要经受卑劣的气候处境,是以必需计划无误润滑措施,以确保最大的呆板平常运转年华和起码的庇护。

  无误采取润滑脂是第一步也是最紧要的一步。变桨轴承润滑脂必需可能抗水冲洗,并包蕴耐用的增加剂包,可避免高负载和振动。利用连接进给润滑编制还能够使现场依据必要增加或调剂润滑脂填充,而无需身手职员攀爬。

  尽量润滑是要紧源由,但过载运转打击也是一个值得闭切的界限。平常会发作过载,由于轴承缺乏轮毂组件的刚性维持,导致不服均,此中一局部滚道接受了大局部载荷。载荷和操作惹起的打击网罗部件粉碎(滚动球元件,球离别器,座圈),离别器锁定和滚道芯碎裂。如上所述,润滑条款也会加剧这些打击。

  正在变桨轴承中,滚珠与滚道之间的接触区域变成一个卵形,该卵形以滚道接触角为中央。正在较大的推力或颠覆载荷下,接触椭圆会溢出滚道的物理极限(截断)。接触截断的大概性随轴承直径与厚度的比率弥补,或者跟着外部维持的淘汰而弥补。紧要的接触截断会发生应力上升,从而导致途途角落折断或球肢解成碎片。

  结果,打算依赖于一组条款假设,这些条款假设有时与实际生涯简直没有相仿之处。正在无尘室中利用新密封件,新奇油脂并将其装置正在褂讪,全部平展的外外上的轴承大概会利用数十年。

  大大都变桨轴承都以似乎的格式失效,但潜正在的源由大概会有所区别,是以必需从解析该轴承的特别题目早先举办升级。停机和更调轴承的潜正在本钱高达数十万美元,是以直接与成立商互助是有益的,该成立商能够供给轴承更调治理计划,从而普及临蓐率并延迟风电机组的利用寿命。最有用的轴承升级可减轻角落载荷,强化座圈,治理离别器磨损,这将导致轴承效用更高。

  尽量有少少外面上的上风,但思量到连接环式离别器成立不同所必需做出的折衷大于其任何好处。直径平常逾越2 m,实践上不大概正在5 mm厚的环上连结优异的式样和公差。座圈之间的间隙必需扩张以容纳环,从而减小径径接触面积并弥补截断。环还必需由低碳钢制成,由于高强度合金平常不行焊接。另一方面,分段式连结架没有这些短处,并供给了有限的运动自正在度,能够减轻大概扯破单件式环的载荷。

  关于途途,对式样,外外光洁度和间距举办厉厉的几何尺寸和公差(GD&T)管制可刷新负载分派安全均。

  靠拢圆满的式样意味着更少的摩擦,打滑和局促的雀斑,从而淘汰内部磨损并刷新变桨编制的反响和效用。

  变桨轴承密封具有双重感化:爱护内部部件免受污染,避免润滑剂走漏处处境中。不幸的是,密封不是全部有用的;终于,借使轴承是密封的,它就不行盘旋。常睹的沥青轴承密封件是氢化丁腈橡胶(HNBR),装置正在一个座圈的凹槽上,两个密封唇沿相反座圈拖动。这种密封格式磨损急迅,当揭露正在紫外线和臭氧中时会急迅降解,对变形的反响很差,并为污染物供给一条直接通向轴承内部的途途。

  由热塑性聚氨酯(TPU)制成并装置正在迷宫式固定槽上的“ H型”密封计划显着普及了密封成绩。这种自正在浮动的计划具有很高的反响速率,纵然变形也能供给密封压力。它对操作历程中的环变形不敏锐,从而淘汰了油脂走漏和进水,从而有助于普及褂讪性并下降庇护本钱。别的,TPU磨损率是守旧橡胶的一小局部,从而延迟了利用寿命和更调间隔。

  宏伟的接触载荷所发生的剪应力会穿透外外之下,并使较软的铁芯征服,从而导致硬化的途途摆脱滚道(铁芯碎裂)。为了避免这种状况,感受淬火层必需足够深地排泄,以使钢强度逾越接触剪切应力。正在变桨轴承中,构造变形和深重的颠覆载荷意味着峰值剪切应力大概会正在沿途途外外的任何点发作。是以,当固化层从计划接触角移开时,必需使其具有平均的图案且不会淘汰。深度平均的热照料大大减轻了接触截断的影响。

  因为大大都轴承正在装置前大概具有较长的保质期,是以紧要的是要确保将其存储和包装以避免正在利用前降解。无误的包装能够避免运输历程中的腐化以及哆嗦,振动和其他垂危。包装应网罗正在装置孔上涂一层防腐涂料,用挥发性腐化贬抑剂(VCI)纸包裹轴承,用真空密封袋包装和只身的板条箱包装(两捆装)。

  轴承应保存正在其原始包装中,直到装置前才可避免接触污染物,迥殊是尘埃,并利用整洁,干手和整洁的碎布举办照料。正在装置之前,应将它们放正在整洁的纸上,连结文饰,而且切勿将其揭露正在脏的桌子或地板上。

  当风电机组因为庇护题目或筑筑打击而脱机时,维修职员的慷慨本钱和起重机的管事日用度会使本钱飙升。

  升级的变桨轴承治理计划能够通过以下格式普及风电机组的寿命和效用,并淘汰停机年华:

  因为轴承的壮健情景取决于众种要素,是以必需与可能举办轴承明白朽败的成立商互助,并利用模仿圭臬测试新治理计划,以确定大概必要举办哪些升级以减轻未来发作打击的危急,这一点很紧要。别的,状况监测和预测性庇护等增值供职能够进一步延迟风电机组的利用寿命,使其远远逾越其预期寿命。

  作家:美邦SKF公司可再生能源利用高级产物工程师 Corey Bayles

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