Page 109 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第三章 风力发电机组设计与优化

剧增加，损伤升级为微动腐蚀，摩擦相对运动会破坏焊接的凹凸点，产生红棕色
的细粉末即赤铁矿（α-Fe 2 O 3 ）。
变桨和偏航轴承有特殊的润滑要求，因此需要特殊的润滑脂提供保护来防止

微动腐蚀的产生。目前，很多风机制造商要求提供 Riffel 测试报告来评估润滑脂
是否可以用于变桨和偏航轴承。Riffel 试验台由 Rothe Erde 公司和 IME 德国亚琛
工业大学联合开发，它模拟了风机的偏航变桨轴承条件，用于评估润滑脂对风机
变桨和偏航轴承的适用性，试验台的四角接触球轴承承受 70kN 的交变载荷，同

时以 6mL/min 的流速向轴承注入 1% 的 NaCl 水溶液，测试完成后用轮廓仪分析
内圈的磨痕深度，要求最大磨痕深度小于 10μm，平均磨痕深度小于 3μm，腐
蚀等级小于 2 级。高峰等通过法莱克斯微动磨损试验机，Riffel 试验机以及自研
的低温微动磨损试验机对国产轴承脂和进口轴承脂的性能进行了评价，结果表明

国产脂的抗微动磨损性能达到或超过了进口轴承脂的水平。
Fabian 通过分析 7.5MW 风机变桨轴承的载荷和运行条件，等比例搭建了小
型轴承试验台，同时利用 SRV 模拟了两种微动试验条件，对目前商用的 6 款变
桨轴承润滑脂进行了测试，几种脂的基础油粘度、稠化剂类型差异很大，结果发

现没有一款润滑脂能够在所有测试条件下都能够有效地减少磨损，甚至有的会
导致严重的磨损，总体而言具有低基础油粘度和高分油率的润滑脂表现较好。
JieZhang 也有相似的结论，对四种商用偏航变桨轴承润滑脂在不同温度（25℃、
7℃、-20℃、-40℃）下的摩擦磨损性能进行了一系列球 - 盘往复微动试验，基础

油粘度最低的润滑脂的摩擦和磨损效果最好。认为在低温微动接触中，基础油的
补充不能提供足够的磨损保护，接触区稠化剂的存在有助于减少磨损，润滑脂补
充机制与油脂流变性或粘性相关，而 S/P 抗磨添加剂在低温下的作用尚不清楚，
需要进一步研究。

润滑脂的组成对钢表面微动磨损的影响研究方面，研究人员主要关注各种
极压抗磨添加剂对润滑脂抗微动磨损性能的作用。Ricardo 利用离子质谱仪分
析了含有二硫代氨基甲酸钼 MoDTC、二硫代磷酸锌 ZnDTP 和磺酸钡添加剂的
润滑脂在轴承表面形成的化学膜的性质，发现 MoDTC 和 ZnDTP 有抗微动磨

损的性能，轴承表面观察到 MoS、FeS 和 Mo-Fe-S 的离子碎片的存在，而添加
了磺酸钡添加剂的脂在轴承表面上没有检测到这些离子，推测金属磺酸盐可能
对 MoDTC 和 ZnDTP 化合物的抗微动活性具有拮抗作用。Roman 报道了解决微

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