挑戰(zhàn)現(xiàn)狀——用于風電主軸承的新型密封圈

編譯：洛陽LYC軸承有限公司技術(shù)中心　侯俊

通過設(shè)計和制造獨特的密封系統(tǒng)來保護風力渦輪機軸承，可以限度地提高關(guān)鍵系統(tǒng)和部件的性能和壽命。目前這些密封件基本上都是通用的現(xiàn)成產(chǎn)品，主要用于一般工業(yè)用途。使用這些密封件的結(jié)果往往是導致主軸損壞，油脂過早泄漏，進而導致不及時的維護和油脂清理。根據(jù)應用設(shè)計和制造獨特的密封系統(tǒng)，應以化性能和可靠性為目標。定制密封系統(tǒng)防止了現(xiàn)有設(shè)備上昂貴的泄漏。這樣做的結(jié)果是，無論是損失的機會成本，還是頻繁的或計劃外的維護，都可以節(jié)省數(shù)千美元。

應用于風電軸承

風力渦輪機中使用的密封件通常是現(xiàn)成的商品零件，或金屬迷宮式密封件。而絕大多數(shù)風電軸承制造商正在尋求延長密封圈壽命，因此風電軸承用密封件需要超越傳統(tǒng)的彈性體，轉(zhuǎn)而選擇低摩擦材料，如聚氨酯和聚四氟乙烯。目前有一些早期生產(chǎn)的聚四氟乙烷制的長壽命密封圈，在運行14年后可以達到無泄漏。

不像密封圈的密封圈

目前，一種用于風電主軸承的新型密封圈開發(fā)面市，其設(shè)計方式是它有一個螺旋形的唇緣，當密封件隨軸承座旋轉(zhuǎn)或主軸逆著密封件旋轉(zhuǎn)時，該螺旋形起到螺旋鉆的作用，就像泵一樣，不斷地將潤滑脂推回軸承。隨著風電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，該行業(yè)的零部件也在不斷增大，這意味著需要保護更大的零部件。隨著新風力渦輪機尺寸的增長，我們看到軸承越來越大，這意味著偏轉(zhuǎn)越來越大、間隙越來越大。這伴隨著一系列與潤滑性和添加劑技術(shù)相關(guān)的問題，我們需要從密封設(shè)計和材料的角度考慮這些問題。這是制造技術(shù)和流體兼容性研究持續(xù)增長的主要推動力。

專注于解決問題

隨著風電行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷增長之外，渦輪機也在更新?lián)Q代，通過改良設(shè)備、零件等方式，以提高功率輸出。與此同時，有機會安裝更高質(zhì)量的密封件并更換傳統(tǒng)的單唇式密封件?；蛘呖筛鶕?jù)風力渦輪機制造商、軸承制造商的實際情況能夠創(chuàng)建定制的密封解決方案，適用于原本沒有設(shè)計密封件的現(xiàn)有金屬制品。從而為渦輪機軸承制造商公司提供一定的可靠性，改良現(xiàn)有的密封件，而不必增加現(xiàn)有金屬制品或設(shè)計的調(diào)整成本。”

下圖為目前生產(chǎn)加工的幾種新型密封圈類型：

展望未來

隨著風力渦輪機容量和部件尺寸的不斷增加，潤滑要求也將不斷改變，因此對于主軸承密封性能要求也會更加嚴苛。根據(jù)調(diào)查研究表明，絕大多數(shù)渦輪機軸承制造商都有改用主軸承潤滑油的意愿愿望，這一直是一項艱巨的任務，其原因就是能夠讓軸承可以在更極端的環(huán)境中運行。

對于系統(tǒng)密封件領(lǐng)域，這是一項巨大的挑戰(zhàn)，如：直徑大于5米的無端密封件。此外，在與新潤滑油脂的適配性上還需不斷的進行優(yōu)化和提升。

（編譯自《wind  systems》）

本文刊登于中國軸協(xié)會刊《軸承工業(yè)》2022年第12期“技術(shù)前沿”欄目。