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1.5MW双馈型风力发电机组液压偏航制动器渗漏油问题的解决方案

2014-02-27 来源:《风能产业》 浏览数:3310

  ① 油缸尺寸:Φ90+0.065,活塞尺寸:Φ90-0.08;活塞和油缸的间隙为 0.145mm,较为合理。
  ② 为了控制活塞因偏心负载而造成的轴向偏摆,使用了两条聚四氟乙烯复合材料导向带,较为合理。但该材料抗偏摆挤压和振动的能力不是很好,容易在长期使用中因磨损失效而使活塞接触油缸,造成研伤。
  ③ 其采用了自带唇口的 Y 型聚氨酯密封圈,在压力油的作用下,密封圈的内外唇口分别与活塞和油缸贴合紧密,以此达到密封的效果,但这种密封圈抗活塞偏摆造成的振动和挤压的能力不强,径向磨耗后补偿能力也不够,长期使用中会因磨损而导致密封失效。
  ④ 自带唇口的聚氨酯防尘圈,处于油缸外端,起着防尘和密封的作用。因为处于油缸无压端,只能靠自身唇口的弹性来补偿磨耗;因为处于油缸外端,活塞在此处偏摆幅度最大,而这种密封圈抗振动、挤压和补偿磨耗的能力不强,容易造成密封和活塞之间的间隙而渗油。
  解决方案一:为了最大限度的节约成本,降低维修费用,尽量利用原有的密封沟槽,取长补短,充分考虑到密封件抗振动、挤压和补偿磨耗的能力,在密封件结构上进行改进,如图 4:
  ① 活塞和油缸配合的精度不变;
  ② 为了有效控制活塞偏摆,两条导向带的材料改为耐磨性和强度更高的夹布酚醛;
  ③ 将原来主密封换为矩形密封,设计参考标准:GB/T 15242 企业标准 NOK SPN 系列,它是由聚四氟乙烯复合材料制成起密封作用的矩形耐磨圈和一个由丁晴橡胶制成起补偿作用的弹性矩形密封圈组成。矩形橡胶圈提供足够的密封力,并对密封圈的磨耗起补偿作用,矩形橡胶接触压力高、抗扭转、负荷能力较高。该矩形密封具有:
  a. 负荷下具有非常高的压力稳定性
  b. 非常好的抗挤压可靠性
  c. 高耐磨,摩擦力小,使用寿命长
  d. 该组合密封的使用温度范围:-40℃~ +200℃。
  ④ 将原来的防尘圈改为双唇四氟防尘圈,设计参考标准 MERKEL PT1,由一个异型环和两个 O 型橡胶密封圈组成,异型环带有一个密封刃口和一个防尘刃口,具有密封防尘双重作用。两个 O 型圈提供预紧力,可有效地消除活塞偏摆形成的间隙和补偿异型环的磨损。两个O 型圈由丁晴橡胶制成,异型环由聚四氟乙烯复合材料制成,使用温度范围:-40℃ ~+200℃。
  ⑤ 为了保证密封的可靠性,参照 GD/T15242 企业标准 NOK SPN系列以及标准 MERKEL PT1,对油缸的密封沟槽要作些改动。
  解决方案二:如果要在风场现场以低成本、及时有效地解决漏油问题,则可采用下述不处理油缸及活塞尺寸,通过更换密封材料来解决:
  ① 两条导向带按上述方案仍采用耐磨性和强度高的夹布酚醛。
  ② 将原来主密封换为 U-T20 型聚氨酯材料密封圈,并优化密封材料及密封件尺寸。该密封具有:a. 工作温度范围宽,-30℃ ~ +120℃。
  b. 在 40Mpa 压力范围内,静态和动态密封性能都比较好。
  c. 耐油,耐磨,使用寿命长。
  ③ 采用U型双唇聚氨酯防尘圈,推荐选用 MERKEL。该防尘圈耐压能力可达 1.6Mpa, 具有密封防尘双重作用。
  其它几种液压偏航制动器如 SIME-STOMAG、ANTEC 和BUBENZER等,有的结构较为复杂,有的较为简单,但原理相同,其改进优化的方案与上述类似。SIME-STOMAG 没有设计导向带,结构简单,靠油缸与活塞的配合精度来实现活塞的导向及控制活塞的轴向偏摆,在偏心负载的情况下,容易研伤活塞和油缸。主密封由一个 O 型丁晴橡胶密封圈及一个纯四氟乙烯挡圈组成,可改为矩形组合密封以及双唇四氟防尘圈或者双唇聚氨酯防尘圈,挡圈材料采用聚四氟乙烯复合材料,其具有低蠕变、耐腐蚀、高耐磨、高硬度、热线膨胀系数小、抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定等优点。
  ANTEC 和 BUBENZER, 这两种液压偏航制动器内部尺寸和结构相同。三坐标测得:油缸尺寸:Φ90+0.47,活塞尺寸:Φ90-0.08,活塞和油缸的间隙为 0.55mm,间隙过大,增加了有效控制偏摆和密封的难度。如果要彻底解决漏油,则必须改变活塞和油缸的配合间隙,一般在 0.12~0.14mm 比较合理。主密封可改为采用矩形组合密封以及双唇四氟防尘圈或者双唇聚氨酯防尘圈,要求密封材料选择优质品牌。
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