风电机组主传动链轴承系统的可靠性方案—风电机组传动系统

　　这个白点蚀是如何形成的，目前的话其实整个轴承行业全球范围来说风电行业还没有一个定论。但是各家也提出了各自的方法，提出了自己的意见，2011年美国新能源实验室论坛上各家提出了不同的观点，但是综合来看的话是两种观点，第一种是认为是一个氢脆，什么意思?他的氢元素从润滑油里边吸出来渗透到材料里面去。我们知道氢元素有一个脆化的作为，含氢元素当了就容易脆化。要不然就剥落，要不然就断裂。还有人说了这种损伤行业在其他的行业不常见，只有在风电行业常见，很有可能和工况有关。风电的工况非常热烈，风电的工况的齿轮箱动态变化非常多，不稳定。这种理论认为动态的工况使得尤其在极限工况下轴承的材料有局部可能造成了塑性变应。不断的进行继续运行之后把这个碳原子融入到了组织材料里面去，碳原子溶解进去以后这个组织材料和结构发生了变化，就是说他出现了一个区域，这个区域是白点蚀区域。那么怎么样理解这句话，就是说这个碳原子为什么溶解到材料里面去了，本来是游离的。像喝咖啡一饮，你喝咖啡的时候，如果是冷咖啡，可能不太容易溶解，如果把咖啡加热一下，给它一种能量，伴随着能量的转移和转变以后，咖啡溶解进去了，这个时候咖啡充当一个催化剂的作用。同样的道理，我发生了塑性变形，我们知道这其实也是有能量的转移和变化的。有了这种能量的转移和变化，在不断的动态工况的持续下，这个碳原子也就溶解到材料里面去了。你们看右下角这个图，这是放大了一百塔米，0.1微米的图，放大了很多很多倍了，是经常做镜像分析的人一看就知道，右下角这个图分两块，上面是非常的致命，下面是感觉到坑坑洼洼的，上面是镜面反射，下面是正常材料的区域，被酸蚀之后正常的现象。经常做镜像分析的人一看就知道下面的区域是比较亮的那部分是游离的碳原子，这些人经常做分析的人可以知道。可以看到上面的白点蚀区域没有这些，基本上是没有游离碳原子的，证明了游离的碳原子是溶解进去了，没有一个游离状态的碳原子，断裂是发生什么状态呢，什么位置?左上角那个图，左边是白点蚀区域，右边是原来的材料结构，断裂在两种材料的边界值，因为两种材料的性质不一样，性能也是不一样的。所以是最容易发生断裂的。
　　那么各家有不同的理论，对于题目来说的话我们是做了很多的分析，也发表了很多的论文。那么基本上我们是赞成第二种观点，我们不认为氢脆的原因，我们更认为是工况原因造成的现象。
　　为什么?一个简单的证据看右下角这个图的白点蚀区域和下面的区域是界限非常明显，感觉边是非常的尖锐，白点蚀区域是白点蚀区域，正常区域是正常区域，感觉是一刀切，没有一个过渡的区域，如果是氢脆的话，氢元素吸处理，渗透到钢材材料的话，按理来说是有一个浓度的阶梯，不可能说画一条线，这边氢元素浓度很高，那边一点儿没有，那是不可能的，一般的氢元素溶解进去的话，是有一个浓度梯度的这样的话一般来说不太会容易形成这样一个非常尖锐的一个边缘。所以的话这是我们认为这种白点蚀最主要是由于工况行业的大工况造成的。
　　发生损害和频率有关。高速轴和高速中间轴的频率最快，也就意味着他是最容易发生这个问题的，从我们接触的情况来看，国外已经各大主要的齿轮箱制造商都已经意识到这个问题了，他们现在在积极的采取措施，国内的话我们看到的比较少，但是也有目前的话我们国内最大的齿轮制造商的话也已经开始注意到这个问题了。包括像GE这种比较大的公司的话，很多已经开始强制要求你轴承供应商的采取这些措施。那么采取什么样的措施呢?各家也有不同的方法，因为理论不同。我们的方法是第一尽可能的减少周期的游离，尽可能的减少，增大承载区。另外最主要的是采用生态钢的钢材，生态钢对裂纹的延展有阻碍作用的。第三个是成本比较高，所以说最现实的是采用渗碳钢。欧洲的话目前各种方案方法都在尝试，用碳的，也有发黑的，发黑的成本比较低，但是缺点是发黑容易磨损。我们做过测试，转的快，高速轴的话磨两三个小时可以清晰的看到很多位置已经磨掉了，只能说保护一时，不可能长时间的保护轴承，所以像很多的国外的风机制造商的话，对齿轮商的高速轴，高速中间轴的话很多要求用生碳这样子，已经逐渐重视了，包括国外的厂商也开始慢慢重视这个问题。