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试析风电机组主轴u赢电竞lol橡胶密封

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王建

(明阳智慧能源集团股份公司)

  摘 要:社会经济的迅速发展离不开化石燃料的支持,但是随着化石能源逐渐枯竭,开采力度变得越来越困难,国家迫切需要新的能源来补给化石能源的不足。这时,风电能源成为能源补给的最优选择,其不仅能弥补化石能源所造成的环境污染问题,且在价格上、能源安全上都能满足国家相关需求。风电机组能将自然风电转换为人们所需要的能源,其技术的关键在于风轮(轮毂和叶片组成),而风轮轴(主轴)作为风轮的重要组成部分,其u赢电竞lol密封性的好坏将影响风电机组运行。本文主要分析风轮轴(主轴)的u赢电竞lol橡胶密封。

  关键词:风电机组;主轴u赢电竞lol;橡胶密封

  据2016年的“中石油报告”显示,我国石油的需求量每年以2%的速率增长,11年后将增至6.7亿吨;我国天然气的需求量到2050年将增至7100亿平方米。但是我国的石油产量和天然气产量分别将在2030年和2035年见顶,之后的能源供给主要依靠进口。在这样的情况下,绿色环保的风电能源就受到了国家重视。风电机组能将自然风电转换为风电能源,而实现风能到机械能转换的关键部件是风轮。轮毂和叶片组成风轮,风轮轴(主轴)固定风轮位置,在支撑风轮重量的同时,起着保障风轮正常运转,将力矩传递给增速器的作用。

  由此看出,风轮轴(主轴)在风电机组中占有十分重要的位置,其u赢电竞lol良好的使用会直接影响整个风电机组的正常运行。而风轮轴(主轴)u赢电竞lol的工作条件是在良好的润滑系统里,因此,为了保证风轮轴(主轴)u赢电竞lol工作条件的良好性,必须对风轮轴(主轴)u赢电竞lol进行合理密封。据调查显示,在我国的风电行业中,大部分厂商对风轮轴(主轴)u赢电竞lol的密封都是采用的橡胶密封。在本文中,笔者将从风轮轴(主轴)u赢电竞lol橡胶密封的胶料特性出发,进一步分析研究风电机组的风轮轴(主轴)u赢电竞lol橡胶密封。

  1、风轮轴(主轴)u赢电竞lol橡胶密封的胶料分析

  夹布油封对风轮轴(主轴)u赢电竞lol有着良好的密封性,大部分风电机组生产厂商都是使用的夹布油封。橡胶作为夹布油封的唇口材料,在温度和压力一定的情况下,不同的橡胶材料对流体介质有不同程度的敏感。但是把它们浸润在润滑脂时,受分子与分子间的引力影响,橡胶在充满润滑脂的同时,还会硫化橡胶中的其它物质,并将其析出,比如:增塑剂、防老剂以及硫化促进剂等等。当析出的油的可溶成分小于渗入的油时,橡胶就会膨胀,而当析出的油的可溶成分大于渗入的油时,橡胶就会收缩。

  据调查显示,我国目前大部分风轮轴(主轴)u赢电竞lol在进行夹布油封时,其介质大都为MOBIL SHC460WT和KLUB ERBEM41-141油脂。且风轮轴(主轴)u赢电竞lol的工作环境十分恶劣,比如臭氧、沙尘、低温等等。长此以往,不仅会影响风轮轴(主轴)u赢电竞lol的使用寿命,还会影响整个风电机组的正常运行。因此,为了最大限度的延长风轮轴(主轴)u赢电竞lol的使用,夹布油封的唇口需选用合理的橡胶材料。比如:进口的风轮轴(主轴)瑞士SKF选用的橡胶为AU(聚氨酯橡胶)、进口的英国JAMES WALKER选用的橡胶为NBR(丁腈橡胶)、国内的广研选用的橡胶也为NBR(丁腈橡胶)、进口的日本NOK选用的橡胶为HNBR(氢化丁腈橡胶)。

  由此看出,在风电行业中,大部分风电机组生产厂商在进行夹布油封时,所使用的橡胶品种主要分为三种,一种是AU(聚氨酯橡胶),这种橡胶材料的拉伸强度较高,在臭氧的环境下也能很好的工作,且具有较强的抗老化和耐油性能,其耐磨程度是所有橡胶品种之中最好的一种。但是,它的耐水性、耐温性却是最差的,比如:当温度过高时,它会更快的水解。因此,它的使用温度一般为-20摄氏度至+80摄氏度之间;一种是NBR(丁腈橡胶),这种橡胶材料的耐温程度一般,包括高温和低温,其耐腐蚀性、臭氧性以及耐磨性都属于中等程度,但是它的耐油性却是最好的,使用的温度一般为-45摄氏度至+100摄氏度之间;一种是HNBR(氢化丁腈橡胶),这种橡胶材料属于高度饱和的一种橡胶,它与AU(聚氨酯橡胶)一样都能在臭氧的环境下工作,并且耐油、耐低温、耐磨,但是价格十分昂贵,它的使用温度一般为-50摄氏度至+120摄氏度。

  2、影响风轮轴(主轴)橡胶密封的因素分析

  据调查显示,大部分的风电机组厂商在进行风轮轴(主轴)密封时选用的夹布油封形式一般为主副唇形式(如图1)。因为在实际的风轮轴(主轴)运行时,可能产生的最大不同心度为1.5mm,这种夹布油封形式随动性良好,会对风轮轴(主轴)形成一定的固紧力,补偿因心度的不同所造成的密封性瞬间失效。总之,影响风轮轴(主轴)橡胶密封的因素主要分为三种,分别是在过盈量大小,即没有安装弹簧时,唇口直径和轴径的差值、腰部的厚度以及风轮轴(主轴)u赢电竞lol套表面的粗糙程度。

图1 主副唇夹布油封结构

  首先,风电机组厂商在设计过盈量大小时,需要根据所选橡胶品种弹性的恢复速度和风轮轴(主轴)的几何精度进行设计,因为如果风轮轴(主轴)的几何精度相对较差,可以通过减少过盈量来达到提高风轮轴(主轴)橡胶密封力的效果,一般情况下,唇口过盈量和风轮轴(主轴)轴径呈正比关系。其次,还要注意腰部厚度的设计,风电机组厂商在设计腰部厚度时,要根据径向力的大小来进行设计。因为腰部的厚度与唇口对轴跟随性有直接关系。比如:当腰部过厚时,唇口对轴的跟随性就会下降,容易引起泄漏,严重情况下还会让风电机组无法正常运行。当腰部过薄时,虽然唇口对轴跟随性较好,但是腰部却容易凸出变形。因此,可以适当的增加腰部厚度来提高唇口与轴接触时的稳定性。

  最后,还要注意风轮轴(主轴)u赢电竞lol套的表面粗糙度,因为风轮轴(主轴)u赢电竞lol套的表面粗糙度不仅会影响风轮轴(主轴)u赢电竞lol的油封性能,还会影响风轮轴(主轴)u赢电竞lol的使用寿命。比如:当风轮轴(主轴)u赢电竞lol套的表面粗糙度过低时,油容易溢出,引起油封唇口发热,严重情况下还会让油封唇口烧化。当风轮轴(主轴)u赢电竞lol套的表面粗糙度过高时,风轮轴(主轴)u赢电竞lol在运转过程中会刮伤油封唇口,增大摩擦力矩,从而造成油的泄漏。因此,为了保障良好的油封密封性能,风电机组厂商在设计风轮轴(主轴)u赢电竞lol套的表面粗糙度时,要选择合理的风轮轴(主轴)u赢电竞lol套表面粗糙度。

  结束语:

  综上所述,受社会经济等各方面因素影响,国家加大了对风电能源的开发,风电机组能将自然风电转换为人们所需要的风电能源。其中,风轮轴(主轴)u赢电竞lol作为保障风电机组正常运行的关键所在,为了延长风轮轴(主轴)u赢电竞lol的使用寿命,需保证风轮轴(主轴)u赢电竞lol拥有良好的密封性。我国目前在进行风轮轴(主轴)u赢电竞lol橡胶密封时,所采用的橡胶品种主要有AU(聚氨酯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)HNBR(氢化丁腈橡胶)三种,风电机组厂商在进行风轮轴(主轴)u赢电竞lol橡胶密封时需根据实际情况,选用合适的橡胶品种。除此之外,还要注意设计参数。

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来源:《基层建设》2017年第36期