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学术解密 | 全能型风电轴承润滑脂Klüberplex BEM 41-141的诞生

2020.09.24.

学术解密 | 全能型风电轴承润滑脂Klüberplex BEM 41-141的诞生

Klüberplex BEM 41-141 轴承脂的研发成功,成为了风电轴承润滑领域的里程碑。它可以被用在主轴、偏航、变桨、发电机等不同轴承应用点。一经面世,这款通用型油脂就受到了国际上主要风机主机厂的青睐。

克鲁勃的摩擦学专家们利用了最前沿的“EHL(弹性流体动压润滑)”概念,测试这款油脂在不同工况下的油膜表现。

传统上,我们对接触应力的认知是图1.所示的样子:

 图1.静态无润滑接触面(干式接触)应力状态 

 

实际上,润滑动态接触面应力是图2.所示的样子(注意后部应力峰值和油膜的最薄处)

 图2.润滑状态下动态接触面应力状态

EHL—Elastohydrodynamic Lubrication,弹性流体动压润滑,当今摩擦学中的前沿润滑理论,引领了当今在点接触、线接触的传动设计中的应用。如在齿轮传动中相啮合的齿面以及滚动轴承的滚子和滚道等摩擦副间,形成足够厚度的弹流润滑油膜,就能大大提高零件的抗点蚀能力,减少零件的磨损。所以弹流润滑油膜已成为当今在机械传动设计中,评价传动能力和寿命的主要指标之一。

 

 

 

 

 

 

 

 

图3. 工业领域“非共形”硬EHL,压力级别GPa

EHL观测设备通过光的干涉原理和显微镜技术,让人们摆脱了对上百年历史的陈旧油膜计算公式的依赖,可以直观的测定一款油脂形成油膜的能力和厚度数值。如图4.所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 图4. EHL观测设备成像原理及设备

 

轴承润滑的噩梦—Starvation(乏油)

EHL条件下,良好的油膜形成,需要在滚子前端润滑剂入口处,有充足的润滑剂作为油膜形成的前提条件。如图5.所示。

 图5. 充分润滑EHL状态

经Wedeven等EHL先驱研究者的多年研究与观测,得出的结论是,Sf代表的入口润滑剂体积直接影响了接触面的油膜厚度

 

Starvation(乏油)的状态下,油膜厚度会大大降低,如图6.

 图6. 饥饿EHL状态

 

形成Starvation(乏油)的主要原因,主要是两点,如图7.所示相关论文指出:

图7.《关于弹性动压润滑条件下充分润滑与饥饿润滑之间转化的研究》,摘抄作者M. Popelka, P. Svoboda, D. Košťál

 

这两点原因是:

  • 高速滚动,造成滚子间润滑剂排挤出接触面后不能快速回流。
  • 润滑脂中选用不当的高粘度基础油。

在图8.的公开发表研究中,Klüberplex BEM 41-141这种风电行业唯一一款低粘度基础油调配出来的风电通用润滑脂,在油膜形成厚度的表现中,异常抢眼。其在全流润滑和饥饿润滑的状态下,油膜厚度都非常出色。

图8.《风电主轴承润滑—油脂的系统化选择方法》,作者:David A. Pierman

 

Klüberplex BEM 41-141由于采用适当低粘度的高质量基础油,并配合克鲁勃研发专家精心配伍的增稠剂和添加剂,使其能在主轴、偏航、变桨、发电机等轴承的不同负载、转速情况下,保证其形成大厚度油膜的出色能力。

有了这款风电轴承全能油脂,风场运行更加井井有条,润滑不再费时费力,风机更加可靠运行。