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監(jiān)測磷含量的變化,確定齒輪油是否需要更換

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      直驅型風機和雙饋型風機是風力發(fā)電機組的主要機型,其中雙饋機型是通過主軸傳動鏈,經過齒輪箱增速到異步發(fā)電機的轉速后,通過勵磁變流器勵磁而將發(fā)電機的定子電能并入電網。因此,齒輪箱是雙饋機組的核心部件之一,齒輪箱增速工作中主要是依靠齒輪油來潤滑減磨。當前,風機用齒輪油主要是ISO 320#全合成油。ISO320#齒輪油主要添加劑是含磷的極壓抗磨添加劑。

極壓抗磨劑主要是為了防止刮傷、卡咬、磨損和燒結熔焊而使用的添加劑,適合用于高速、高溫和高負荷等惡劣工況的潤滑環(huán)境之中。雙饋型風機齒輪箱是正是在高速、高負荷條件下工作,齒輪油中磷型添加劑起到極壓、抗磨作用。關于磷型極壓抗磨劑的作用機理,由于含磷化合物及其衍生物的作用機理很復雜,學者提出了幾種不同觀點。①化學拋光學說②小平臺學說③表面鈍化學說④生成混合磷酸鹽學說⑤腐蝕磨損一摩擦聚合物學說??傊袡C磷化物的極壓抗磨機理,可以確認磷化物及其衍生物首先吸附在金屬表面上,在有摩擦的極壓狀態(tài)下,發(fā)生摩擦化學反應,生成有機磷酸鹽、有機亞磷酸鹽、有機磷酸聚合物,生成的多聚磷酸鹽和無機磷酸鹽膜(亞磷酸鐵、磷酸鐵、磷酸鐵水合物和氧化鐵等)。正是這些物理吸附和化學反應膜的形成,起到極壓抗磨作用[3)。

以上磷型極壓抗磨劑的作用機理說明,齒輪油中添加劑磷含量是隨著機組運行逐漸減少,當磷含量減少到一定程度,極壓抗磨作用就會明顯減弱,齒輪箱磨損就會加劇,油液監(jiān)測中的鐵元素含量就會明顯增加,雖然齒輪油理化指標檢測還在正常范圍內,但是磷型極壓抗磨劑的減少,也說明齒輪油已經老化。

但根據Spectroil 120C油料光譜分析儀測試大量在用齒輪油得到磷含量數據,再采用一元回歸方程以齒輪油使用時間為自變量,以磷含量為因變量,建立一元線性回歸方程,按照回歸方程,計算出不同年限的磷含量,再把齒輪油中磷含量分為5個區(qū)間(磷含量mg/kg:P≥310、280≤P<310、250≤P<280、230≤P<250、P<230),分析不同磷含量區(qū)間中齒輪箱磨損鐵元素含量的增量。在5個區(qū)間段磨損鐵元素增加量最多,說明此區(qū)間極壓抗磨作用明顯減弱,表明齒輪油老化,需要進行更換新油。



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