奧吉娜全合成風電齒輪油SHG 320性能介紹（一）抗微點蝕性能

風電作為可再生能源中的佼佼者，以其清潔、安全、永續等特點，在各國能源戰略中的地位不斷地提高。風電同時也作為中國新能源發展戰略，迅猛發展，累計裝機容量躍居世界第一，但行業規模發展時間較短，各項標準相對不夠完善，而且風電場存在地理位置偏僻、機組分散、運行環境惡劣等不利因素，使風電機組維修存在很多困難。所以如何保護風機零部件長壽命、高效率運轉顯得尤為重要。

奧吉娜SHG系列全合成風電齒輪油

應用范圍: 奧吉娜SHG 系列風電齒輪油是聚 a-烯烴(PAO)基全合成齒輪油，適用于重負荷、極重負荷兼具沖擊負荷的風力發電機組增速齒輪箱系統潤滑，也適用于風力發電機組 輔助齒輪箱，如偏航減速齒輪箱、變槳減速齒輪箱等傳動系統的潤滑。

技術規格:滿足 DIN51517-3、IEC 61400-4 規格要求。執行標準:GB/T 33540.3

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據統計，引起風電機組非計劃停機因素中，主齒輪箱故障約占35%，是風電機組可靠運行的最主要影響因素。而齒輪箱故障多半是由于齒輪產生微點蝕引起的。本文力圖通過對微點蝕的產生原因進行分析，結合奧吉娜SHG 320全合成型風電專用齒輪油優異的抗微點蝕性能，提出對應的控制和預防措施以期為避免或減輕微點蝕提供方案。

圖1 風電機組非計劃性停機的因素

微點蝕，又稱“灰斑”，普遍存在于齒輪副表面，是一種表面疲勞并伴有材料脫落的磨損形式。顯微鏡下觀察，會看到密密麻麻成片的小坑或微小裂紋。盡管微點蝕不是一個新現象，由于微點蝕導致設備失效是一個較漫長的過程，所以人們對微點蝕的危害性認識不足。因風電機組運行環境惡劣，常年經受變風向、變負荷作用，頻繁出現微點蝕從而導致風機齒輪箱失效，所以在風電機組運行維護的過程中，風機齒輪的微點蝕問題日益突出。風電機組中微點蝕主要發生在低速重載齒輪面上，在齒面嚙合過程中，在較高的接觸應力和相對摩擦作用下，導致齒面局部溫度升高，潤滑油膜破裂，齒面間的潤滑方式呈邊界潤滑狀態，使得兩齒面的波峰發生直接接觸，進而導致微點蝕。齒面表面一旦產生微點蝕，將降低風電機組齒輪組齒牙的精確度，增加動態負荷，進而造成噪音增加、振動加強，并增加齒輪疲勞失效的機會，嚴重時可導致點蝕、剝落甚至斷齒（見圖2）。

另外，還有研究表明風電齒輪由于微點蝕產生的硬質碎片顆粒進入到潤滑系統中，會造成風電齒輪軸承的失效，平均降低軸承使用壽命20%以上，所以說微點蝕的產生對于風電齒輪箱的長期、高效運轉產生極大危害。

圖2 由微點蝕引起的失效齒輪表面

對于微點蝕的控制及預防主要有兩方面的措施，一方面是從材料冶金及齒輪加工工藝著手，利用淬透、滲碳、研磨、感應淬火和滲氮等熱處理工藝，同時提高齒輪的彎曲及接觸強度，降低齒輪加工表面的粗糙度，從而控制微點蝕發生的傾向。另一方面是從潤滑角度出發，改進風電潤滑油配方，利用PAO全合成型齒輪油，也是目前較為推崇的控制和預防微點蝕的方案，因為材料冶金和加工技術通過多年發展，已經較為成熟，控制微點蝕方面沒有更大的空間。并且對于風電齒輪箱潤滑油的抗微點蝕性能的評價，目前利用標準化的FVA54模擬試驗方法有效的判定潤滑油的抗微點蝕能力，在風電齒輪油配方設計過程中，根據FVA54的評價等級來開發具有優異抗微點蝕能力的產品。

改善風電齒輪的抗微點蝕能力，主要從潤滑油的粘度和添加劑的極壓性兩個方面入手。而潤滑油粘度是首要考慮影響因素，當環境溫度較高時，要保證粘度不會太小，從而確保足夠的油膜厚度；并且粘度過小容易是潤滑油進入到裂紋中，在齒輪高負荷運轉過程中，會在裂紋內受到擠脹，從而加快裂紋的擴展；當環境溫度較低時，要保證粘度不會太大，因為在啟動時過大粘度的潤滑油不能及時泵送到齒輪箱各潤滑點，從而形成干摩擦，導致齒輪失效，所以必須選擇高粘度指數的PAO全合成型潤滑油，也就是說要保證潤滑油粘度隨溫度變化的程度小，而且通過FVA 54抗微點蝕試驗結果表明合成型齒輪油顯著優于礦物型齒輪油。另外，經大量試驗研究發現，在低速重載齒輪運行中，齒面逐步趨近于邊界潤滑狀態，這時潤滑油的粘度已不起作用，物理油膜首先被破壞了。為了提高齒輪的抗微點蝕能力，降低摩擦系數，提高邊界潤滑油膜的強度，需在風電齒輪油中加入特殊配方的油性劑和極壓、抗磨劑，與齒輪表面形成穩定的化學油膜，來滿足風電齒輪箱長時間經受變向、變載荷等惡劣工況條件。

基于以上理論依據，奧吉娜研發團隊經過多年研究試驗，研發出了奧吉娜SHG 320全合成型風電專用齒輪油，不僅滿足風電齒輪箱苛刻的運行環境，而且已通過Flender齒輪箱FVA54抗微點蝕實驗的最高等級10級，表明奧吉娜SHG 320全合成型風電專用齒輪油具有優異的抗微點蝕能力，是風電齒輪箱潤滑油的理想選擇。

通過上述講解，希望風機制造者及使用者更加重視風電齒輪油對齒輪箱的抗微點蝕保護，從而減少非計劃停機帶來的人力、物力損失，延長設備使用壽命，使風電機組創造更大的經濟價值。