Новости

Бесперебойная работа при любых температурах

08. April 2015

Бесперебойная работа при любых температурах

Ветряные турбины эксплуатируются по всему миру, в самых разных климатических условиях, и часто погодные условия бывают неблагоприятными. Предельные значения и колебания температуры усложняют условия работы узлов и…

Однако на стадии проектирования работа при низких температурах часто не берется в расчет. Это может привести к увеличению объема работ по техническому обслуживанию и росту затрат.

Многих проблем можно избежать за счет использования смазочных материалов, которые подходят для конкретных точек трения и соответствующих условий эксплуатации. Надежную работу оборудования при низких температурах способны обеспечить лишь смазочные материалы, специально предназначенные для таких условий. Благодаря таким специализированным смазочным материалам ветряные турбины надежно работают во всем температурном диапазоне, в том числе при высоких температурах, — ведь даже в скандинавских странах лето бывает жарким.


Безопасный холодный пуск редукторов
В отличие от промышленных редукторов, которые, как правило, работают в относительно стабильных температурных условиях, ветряные турбины находятся на открытом воздухе и подвержены влиянию погодных явлений. Эта особенность обусловливает необходимость применения высококачественных трансмиссионных масел, для изготовления которых должны использоваться тщательно подобранное сырье и присадки, соответствующие требованиям конкретных сочетаний материалов и нагрузок.

Современные присадки к трансмиссионным маслам обеспечивают надежную защиту зубчатых передач от износа зубьев и подшипников даже при низкой температуре масла.
Обладая значительным опытом в области трибологии, при разработке трансмиссионных масел компания Klüber Lubrication не только учитывает материалы зубчатых передач и масел, но и прислушивается к рекомендациям экспертов и проводит соответствующие испытания.

Защита редукторов обеспечивается и при низких температурах (40 °C и 60 °C)

Изменение температуры сопровождается нелинейным изменением вязкости масла. При нагреве масло становится более текучим, а при охлаждении — более вязким.
Зависимость вязкости от температуры характеризуется индексом вязкости (ИВ). Чем выше этот показатель, тем меньше меняется вязкость масла при изменении температуры.
Операторам ветряных электростанций следует пользоваться исключительно синтетическими маслами с высоким ИВ, которые имеют достаточную несущую способность как при холодном пуске, так и в широком температурном диапазоне. Помимо прочих факторов, индекс вязкости определяется используемым базовым маслом. В свою очередь, для повышения индекса вязкости базовых масел применяются специальные вязкостные присадки.  
Температурная зависимость вязкости масел



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вязкость [kglg] Температура [lg] Минеральное масло
Вязкость масла Klübersynth GEM 4-320 N в отличие от минеральных масел практически не меняется под влиянием условий эксплуатации.


Однако применение вязкостных присадок имеет определенные недостатки. Полимеры, часто используемые в таких маслах, со временем изнашиваются, что ведет к потере вязкости и снижению несущей способности. На рынке представлены продукты с широким температурным диапазоном, не содержащие вязкостных присадок. К таким продуктам относится полиальфаолефиновое трансмиссионное масло Klübersynth GEM 4-320 N.

В целях снижения вязкости, предотвращения поломок, обеспечения надежной смазки и максимально допустимой вязкости для смазываемых деталей часто прибегают к подогреву трансмиссионных масел во время холодного пуска ветряной турбины.
После подогрева трансмиссионные масла должны сохранять высокие эксплуатационные характеристики вплоть до достижения необходимой рабочей вязкости.
Перегрев, сопровождаемый порчей масла, следует исключить. Нагревательные элементы следует распределить по большой площади, а не лишь в нескольких точках, причем максимальная плотность нагрева должна составлять 0,8–1,5 Вт/см². Порче трансмиссионного масла может препятствовать устройство дополнительной циркуляции. Трансмиссионные масла не должны подвергаться необратимым химическим изменениям в процессе долгосрочного хранения и при низких температурах, например на неотапливаемых складах или при перевозке.

При разработке к смазке Klübersynth GEM 4-320 N предъявлялись такие требования, как малое количество осадка и хорошая фильтруемость. Эти требования выполнены за счет отсутствия традиционных металлических присадок (цинк, молибден, магний) и высокой стабильности к сдвигу. Комплексные испытания, проведенные совместно с изготовителями масляных фильтров, показали, что разрушение фильтрующих элементов отсутствует даже при низких температурах и высокой вязкости масла.


Нижняя рабочая температура смазки для подшипников
Характеристики консистентных смазок, например консистенция, вязкость при сдвиге и вязкость базового масла, изменяются в зависимости от механодинамических нагрузок и температуры. Эти изменения могут оказывать влияние на работу подшипников ветряной турбины. Часто им приходится работать при очень низких температурах, даже ниже точки текучести базового масла.
В отличие от подшипников генератора и главного подшипника, нагрев которых обеспечивается тепловыделением в самой гондоле, открытые подшипники осевых шарниров подвергаются воздействию самых низких температур, практически совпадающих с температурой окружающей среды.   Номинальные значения рабочей температуры консистентных смазок представляют собой ориентировочные значения, зависящие от состава смазки и метода применения. Что же происходит со смазкой, когда температура опускается ниже нижнего рабочего значения? Она сгущается, но сохраняет мягкость и адгезионную способность, не смещается и сохраняет хорошие смазочные свойства в зоне трения.  
Нижняя рабочая температура — это минимальная температура, при которой продукт прошел испытание на нормальный предел текучести или на крутящий момент при пониженной температуре (IP 186). Это не обязательно означает, что продукт обладает хорошими смазочными свойствами при низких температурах. Испытания на нормальный предел текучести и на крутящий момент при пониженной температуре позволяют получить лишь отдельные показатели низкотемпературных характеристик смазки. Выполнив соответствующие низкотемпературные испытания компонентов (например, SNR-FEB 2), можно спрогнозировать другие низкотемпературные свойства смазки.

       
Аналог 1:
испытания завершены через 13,5 часа по причине превышения максимального износа.




Аналог 2:
испытания завершены через 39,6 часа по причине превышения максимального износа.




Klüberplex BEM 41-141:
достигнута максимальная продолжительность работы 50 часов.

Результаты испытания смазки для подшипников качения SNR-FEB 2
Для определения противоизносных свойств консистентных смазок в подшипниках качения, подверженных малым колебательным перемещениям качения и скольжения, использовался стенд для испытания смазки подшипников качения SNR FEB 2. Поскольку рисунок износа при этих испытаниях напоминает вмятины при испытаниях на твердость по Бринеллю, испытание на стенде SNR FEB 2 назвали «ложным испытанием по Бринеллю». Прилагаемое осевое усилие 8000 Н соответствует давлению по Герцу 2100 Н/мм2 с частотой 24 Гц и угловыми колебаниями ±3°; продолжительность испытаний 5 или 50 часов.   Температура нижней шайбы вала равна -20 °C или температуре окружающей среды.
Как показали испытания смазки Klüberplex BEM 41-141, при температуре окружающей среды износ составил менее 5 мг, а при -20°C — менее 20 мг. Это отличные результаты, невозможные для многих смазок, представленных на рынке.

 

Роль присадок
Консистентные смазки для подшипников качения ветряных турбин должны содержать комплекс присадок, соответствующий особым условиям эксплуатации. Присадкам не требуется высокая температура окружающего воздуха, чтобы достичь достаточной химической энергии для вступления в реакцию. Давление по Герцу приводит к быстрому увеличению температуры смазки в смазочном зазоре до значения, которое необходимо для вступления присадок в химические реакции. Противоизносные и противозадирные присадки обеспечивают надежную защиту от износа даже при очень низких температурах окружающей среды. Решающим критерием для успешной разработки низкотемпературной смазки является смазывающее воздействие смазки в целом, а не низкотемпературные характеристики ее отдельных компонентов. Смазка Klüberplex BEM 41-141 представляет собой специализированную консистентную смазку для в подшипников качения ветряных турбин.

Перекачивание смазок в смазочных системах при низких температурах
Смазочные системы должны обеспечивать бесперебойную подачу смазки к точкам смазывания во всем температурном диапазоне. Чтобы смазку можно было перекачивать даже при нижней рабочей температуре, может понадобиться изменение конструкции смазочной системы; например, доказана практическая эффективность таких мер, как увеличение диаметра маслопровода и подогрев смазочной системы.   Полное гидравлическое сопротивление смазочной системы, вызванное, в частности, трением в трубах или распределительных устройствах, ни в коем случае не должно превышать максимально допустимое давление подачи системы.

Централизованные системы смазки
Большинство зубчатых венцов и шестеренчатых передач на подшипниках осевых шарниров и поворотных механизмов до сих пор смазывается вручную. Чтобы максимально сократить время простоев, необходимо сократить объем работ по техническому обслуживанию. Для периодической смазки таких открытых зубчатых передач все чаще используются централизованные смазочные системы. Адгезионные смазочные материалы, неизбежно используемые в таких случаях, отличаются очень большой вязкостью, а перекачивать их необходимо даже при очень низких рабочих температурах.

Максимальное ограничение складских запасов
Благодаря развитой логистике и системе поддержания складских запасов операторам ветроэнергетики удается соблюдать требования, связанные с различными условиями работы разных точек трения. Однако высоким остается риск подачи смазки несоответствующей марки.
Специалисты по смазке, работающие в компании Klüber Lubrication, разработали универсальные смазки — Klüberplex BEM 41-141 для всех подшипников качения и Klübersynth AG 14-61 для открытых зубчатых передач, работающих при любых температурах. Используя эти смазки в сочетании с трансмиссионным маслом Klübersynth GEM 4-320 N, операторы могут повысить эксплуатационную надежность редукторов ветровых турбин в любых климатических условиях, сократить время простоев и повысить эффективность своих установок. При этом для выполнения основных работ по смазке потребуется только три смазочных материала, что позволит кардинально сократить затраты на складское хозяйство.


 

Свяжитесь с нами

Вы получите ответ в течение 24 часов.

Благодарим за Ваш запрос. Мы свяжемся с Вами в самое ближайшее время.

Произошла ошибка. Пожалуйста, повторите попытку позднее.