社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展離不開化石燃料的支持，但是隨著化石能源逐漸枯竭，開采力度變得越來越困難，國(guó)家迫切需要新的能源來補(bǔ)給化石能源的不足。這時(shí)，風(fēng)電能源成為能源補(bǔ)給的選擇，其不僅能彌補(bǔ)化石能源所造成的環(huán)境污染問題，且在價(jià)格上、能源安全上都能滿足國(guó)家相關(guān)需求。風(fēng)電機(jī)組能將自然風(fēng)電轉(zhuǎn)換為人們所需要的能源，其技術(shù)的關(guān)鍵在于風(fēng)輪（輪轂和葉片組成），而風(fēng)輪軸（主軸）作為風(fēng)輪的重要組成部分，其軸承密封性的好壞將影響風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行。本文主要分析風(fēng)輪軸（主軸）的軸承橡膠密封。

　　據(jù)2016年的“中石油報(bào)告”顯示，我國(guó)石油的需求量每年以2%的速率增長(zhǎng)，11年后將增至6.7億噸；我國(guó)天然氣的需求量到2050年將增至7100億平方米。但是我國(guó)的石油產(chǎn)量和天然氣產(chǎn)量分別將在2030年和2035年見頂，之后的能源供給主要依靠進(jìn)口。在這樣的情況下，綠色環(huán)保的風(fēng)電能源就受到了國(guó)家重視。風(fēng)電機(jī)組能將自然風(fēng)電轉(zhuǎn)換為風(fēng)電能源，而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件是風(fēng)輪。輪轂和葉片組成風(fēng)輪，風(fēng)輪軸（主軸）固定風(fēng)輪位置，在支撐風(fēng)輪重量的同時(shí)，起著保障風(fēng)輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將力矩傳遞給增速器的作用。
　　由此看出，風(fēng)輪軸（主軸）在風(fēng)電機(jī)組中占有十分重要的位置，其軸承良好的使用會(huì)直接影響整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。而風(fēng)輪軸（主軸）軸承的工作條件是在良好的潤(rùn)滑系統(tǒng)里，因此，為了保證風(fēng)輪軸（主軸）軸承工作條件的良好性，必須對(duì)風(fēng)輪軸（主軸）軸承進(jìn)行合理密封。據(jù)調(diào)查顯示，在我國(guó)的風(fēng)電行業(yè)中，大部分廠商對(duì)風(fēng)輪軸（主軸）軸承的密封都是采用的橡膠密封。在本文中，筆者將從風(fēng)輪軸（主軸）軸承橡膠密封的膠料特性出發(fā)，進(jìn)一步分析研究風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪軸（主軸）軸承橡膠密封。
　　1、風(fēng)輪軸（主軸）軸承橡膠密封的膠料分析
　　夾布油封對(duì)風(fēng)輪軸（主軸）軸承有著良好的密封性，大部分風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)廠商都是使用的夾布油封。橡膠作為夾布油封的唇口材料，在溫度和壓力一定的情況下，不同的橡膠材料對(duì)流體介質(zhì)有不同程度的敏感。但是把它們浸潤(rùn)在潤(rùn)滑脂時(shí)，受分子與分子間的引力影響，橡膠在充滿潤(rùn)滑脂的同時(shí)，還會(huì)硫化橡膠中的其它物質(zhì)，并將其析出，比如：增塑劑、防老劑以及硫化促進(jìn)劑等等。當(dāng)析出的油的可溶成分小于滲入的油時(shí)，橡膠就會(huì)膨脹，而當(dāng)析出的油的可溶成分大于滲入的油時(shí)，橡膠就會(huì)收縮。
　　據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)目前大部分風(fēng)輪軸（主軸）軸承在進(jìn)行夾布油封時(shí)，其介質(zhì)大都為MOBIL SHC460WT和KLUB ERBEM41-141油脂。且風(fēng)輪軸（主軸）軸承的工作環(huán)境十分惡劣，比如臭氧、沙塵、低溫等等。長(zhǎng)此以往，不僅會(huì)影響風(fēng)輪軸（主軸）軸承的使用壽命，還會(huì)影響整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，為了限度的延長(zhǎng)風(fēng)輪軸（主軸）軸承的使用，夾布油封的唇口需選用合理的橡膠材料。比如：進(jìn)口的風(fēng)輪軸（主軸）瑞士SKF選用的橡膠為AU（聚氨酯橡膠）、進(jìn)口的英國(guó)JAMES WALKER選用的橡膠為NBR（丁腈橡膠）、國(guó)內(nèi)的廣研選用的橡膠也為NBR（丁腈橡膠）、進(jìn)口的日本NOK選用的橡膠為HNBR（氫化丁腈橡膠）。
　　由此看出，在風(fēng)電行業(yè)中，大部分風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)廠商在進(jìn)行夾布油封時(shí)，所使用的橡膠品種主要分為三種，一種是AU（聚氨酯橡膠），這種橡膠材料的拉伸強(qiáng)度較高，在臭氧的環(huán)境下也能很好的工作，且具有較強(qiáng)的抗老化和耐油性能，其耐磨程度是所有橡膠品種之中一種。但是，它的耐水性、耐溫性卻是最差的，比如：當(dāng)溫度過高時(shí)，它會(huì)更快的水解。因此，它的使用溫度一般為-20攝氏度至+80攝氏度之間；一種是NBR（丁腈橡膠），這種橡膠材料的耐溫程度一般，包括高溫和低溫，其耐腐蝕性、臭氧性以及耐磨性都屬于中等程度，但是它的耐油性卻是，使用的溫度一般為-45攝氏度至+100攝氏度之間；一種是HNBR（氫化丁腈橡膠），這種橡膠材料屬于高度飽和的一種橡膠，它與AU（聚氨酯橡膠）一樣都能在臭氧的環(huán)境下工作，并且耐油、耐低溫、耐磨，但是價(jià)格十分昂貴，它的使用溫度一般為-50攝氏度至+120攝氏度。
　　2、影響風(fēng)輪軸（主軸）橡膠密封的因素分析
　　據(jù)調(diào)查顯示，大部分的風(fēng)電機(jī)組廠商在進(jìn)行風(fēng)輪軸（主軸）密封時(shí)選用的夾布油封形式一般為主副唇形式（如圖1）。因?yàn)樵趯?shí)際的風(fēng)輪軸（主軸）運(yùn)行時(shí)，可能產(chǎn)生的不同心度為1.5mm，這種夾布油封形式隨動(dòng)性良好，會(huì)對(duì)風(fēng)輪軸（主軸）形成一定的固緊力，補(bǔ)償因心度的不同所造成的密封性瞬間失效?？傊绊戯L(fēng)輪軸（主軸）橡膠密封的因素主要分為三種，分別是在過盈量大小，即沒有安裝彈簧時(shí)，唇口直徑和軸徑的差值、腰部的厚度以及風(fēng)輪軸（主軸）軸承套表面的粗糙程度。

圖1 主副布油封結(jié)構(gòu)
　　首先，風(fēng)電機(jī)組廠商在設(shè)計(jì)過盈量大小時(shí)，需要根據(jù)所選橡膠品種彈性的恢復(fù)速度和風(fēng)輪軸（主軸）的幾何精度進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)槿绻L(fēng)輪軸（主軸）的幾何精度相對(duì)較差，可以通過減少過盈量來達(dá)到提高風(fēng)輪軸（主軸）橡膠密封力的效果，一般情況下，唇口過盈量和風(fēng)輪軸（主軸）軸徑呈正比關(guān)系。其次，還要注意腰部厚度的設(shè)計(jì)，風(fēng)電機(jī)組廠商在設(shè)計(jì)腰部厚度時(shí)，要根據(jù)徑向力的大小來進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)檠康暮穸扰c唇口對(duì)軸跟隨性有直接關(guān)系。比如：當(dāng)腰部過厚時(shí)，唇口對(duì)軸的跟隨性就會(huì)下降，容易引起泄漏，嚴(yán)重情況下還會(huì)讓風(fēng)電機(jī)組無法正常運(yùn)行。當(dāng)腰部過薄時(shí)，雖然唇口對(duì)軸跟隨性較好，但是腰部卻容易凸出變形。因此，可以適當(dāng)?shù)脑黾友亢穸葋硖岣叽娇谂c軸接觸時(shí)的穩(wěn)定性。
　　最后，還要注意風(fēng)輪軸（主軸）軸承套的表面粗糙度，因?yàn)轱L(fēng)輪軸（主軸）軸承套的表面粗糙度不僅會(huì)影響風(fēng)輪軸（主軸）軸承的油封性能，還會(huì)影響風(fēng)輪軸（主軸）軸承的使用壽命。比如：當(dāng)風(fēng)輪軸（主軸）軸承套的表面粗糙度過低時(shí)，油容易溢出，引起油封唇口發(fā)熱，嚴(yán)重情況下還會(huì)讓油封唇口燒化。當(dāng)風(fēng)輪軸（主軸）軸承套的表面粗糙度過高時(shí)，風(fēng)輪軸（主軸）軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)刮傷油封唇口，增大摩擦力矩，從而造成油的泄漏。因此，為了保障良好的油封密封性能，風(fēng)電機(jī)組廠商在設(shè)計(jì)風(fēng)輪軸（主軸）軸承套的表面粗糙度時(shí)，要選擇合理的風(fēng)輪軸（主軸）軸承套表面粗糙度。
　　結(jié)束語：
　　綜上所述，受社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各方面因素影響，國(guó)家加大了對(duì)風(fēng)電能源的開發(fā)，風(fēng)電機(jī)組能將自然風(fēng)電轉(zhuǎn)換為人們所需要的風(fēng)電能源。其中，風(fēng)輪軸（主軸）軸承作為保障風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在，為了延長(zhǎng)風(fēng)輪軸（主軸）軸承的使用壽命，需保證風(fēng)輪軸（主軸）軸承擁有良好的密封性。我國(guó)目前在進(jìn)行風(fēng)輪軸（主軸）軸承橡膠密封時(shí)，所采用的橡膠品種主要有AU（聚氨酯橡膠）、NBR（丁腈橡膠）HNBR（氫化丁腈橡膠）三種，風(fēng)電機(jī)組廠商在進(jìn)行風(fēng)輪軸（主軸）軸承橡膠密封時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況，選用合適的橡膠品種。除此之外，還要注意設(shè)計(jì)參數(shù)