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新能源风力发电技术与自动化技术研究
Research on New Energy Wind Power Generation Technology and Automation Technology

作为风电行业重要的轴承供应商 TIMKEN 公司，应整机厂的要求对市售的
14 款主轴承脂进行了一系列测试，主要是油膜厚度、牵引力、轴承扭矩、运行
温度和油脂流变性这五个重要的性能，发现由高粘度合成基础油配制的润滑脂 A

表现出了最平衡的理想结果，认为风机制造商和风电场运营商应当谨慎选择主轴
轴承润滑脂，虽然一些润滑脂可能在实验室测试中表现出良好的性能，但现场的
实际性能取决于应用工况和环境因素。随后，TIMKEN 公司继续从这些润滑脂中
选择了两种典型的主轴轴承润滑脂进行了更详细的评估，一种润滑脂的基础油粘

度较高，另一种基础油粘度较低，虽然低粘度脂的膜厚较低，但是因为添加剂和
稠化剂的原因，轴承寿命显著优于高粘度脂，并且其在 2MW 主轴轴承模拟试验
台测试中表现出更低的轴承温升和扭矩。
薛楷杰通过荧光光谱技术对某个风场的主轴承磨损情况进行了监测统计，分

析了磨损铁含量与润滑脂失效之间的关系，提出了重载低速轴承工况下影响轴承
失效的临界磨损参数。与齿轮油的规格不同，目前没有专门针对润滑脂的微剥落
试验，一些国内的轴承制造商已经成功开发了风机主轴轴承模拟测试台，但没有
专门用于筛选评价润滑脂的抗微剥落性能，目前主要还是通过 FAGFE8 轴承磨损

标准测试台架进行评价。
2. 微动磨损问题和润滑脂的研究
风机变桨系统的功能是调节叶片相对于气流的角度，从而实现最佳的发电机
性能，偏航系统的功能是调控机舱面朝风。变桨和偏航系统的轴承通常选择双列

四点接触球轴承、单列四点接触球轴承或圆柱交叉滚柱轴承。影响变桨和偏航轴
承可靠性的摩擦学问题主要是假布氏磨损和微动腐蚀，另外也有微剥落和孔裂纹
等。Errichello 分析了假布氏磨损和微动腐蚀之间的区别，以及二者在风机停机
期间是如何发生的。当轴承和齿轮不旋转时，变桨和偏航轴承会发生微小的振动，

以及受到风荷载或控制系统的微小运动引起的结构振动，此时，润滑脂会从轴承
滚道之间被挤压出来，并且因为摩擦副表面的相对运动太小，限制了润滑脂重新
分布和回流到摩擦副进行补充，使保护钢表面的天然氧化膜被破坏，金属与金属
直接接触并造成钢表面凹凸点的黏着，加上水汽进入摩擦面从而导致了微动腐蚀。

微动磨损在早期潜伏期的磨损机制为轻度黏着，磨损颗粒为磁铁矿（Fe 3 O 4 ），
这一时期的损伤称为假布氏磨损。如果磨损颗粒继续积累到阻止润滑脂到达摩擦
接触点，则磨损机制会变为严重黏着，钢表面发生严重焊接，这种情况下磨损急

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