1 引言
　　主齒輪箱是雙饋型風(fēng)電機(jī)組的核心部件，其基本功能就是將風(fēng)力推動(dòng)葉片所產(chǎn)生的低轉(zhuǎn)速高扭矩功率，轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)所需的高轉(zhuǎn)速低扭矩功率。因此齒輪箱的可靠性往往直接影響了風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率和使用壽命。過(guò)多的齒輪箱失效將大大降低發(fā)電效率，同時(shí)增加整體的維護(hù)成本。
　　然而，風(fēng)電機(jī)組主齒輪箱的損壞往往并不是開(kāi)始于齒輪或者是由于齒面加工缺陷。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）最近的一項(xiàng)研究表明，風(fēng)電機(jī)組主齒輪箱的失效大部分都始于軸承，而且隨著風(fēng)電機(jī)組功率的不斷增大，這個(gè)情況越來(lái)越明顯。軸承壽命的影響因素眾多，除了設(shè)計(jì)、材料、加工等方面外，齒輪油品的雜質(zhì)控制（包括顆粒雜質(zhì)和水雜質(zhì)）也是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素。因此，控制齒輪油的清潔度對(duì)于保證齒輪箱的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高發(fā)電效率都有著及其重要的意義。
　　2 風(fēng)電機(jī)組齒輪油中雜質(zhì)的危害
　　風(fēng)電機(jī)組一般都安裝于草原、沙漠、戈壁、山林或沿海區(qū)域，經(jīng)常暴露于極端氣候條件下，經(jīng)歷異常的溫度、濕度和載荷考驗(yàn)，周圍存在著各種各樣的污染風(fēng)險(xiǎn)，最典型的如沙漠戈壁中的沙塵污染和海上風(fēng)電機(jī)組所經(jīng)受的水分鹽分污染。
　　肉眼都無(wú)法觀察到的微小固體顆粒雜質(zhì)（尺度往往都是微米量級(jí)），是如何使幾十噸重的齒輪箱失效的呢？對(duì)于齒輪箱來(lái)說(shuō)，其齒面接觸區(qū)或者軸承的間隙往往也是微米級(jí)別的，潤(rùn)滑油在其間形成油膜分開(kāi)運(yùn)動(dòng)表面，起到潤(rùn)滑的作用。那些尺寸正好在此量級(jí)的雜質(zhì)顆粒會(huì)進(jìn)入這些接觸區(qū)，損壞運(yùn)動(dòng)表面。例如，在齒輪的兩個(gè)齒面接觸區(qū)，比較硬的顆粒會(huì)在齒面形成磨料磨損，增加摩擦同時(shí)產(chǎn)生額外的熱量；而對(duì)軸承來(lái)說(shuō)，這些雜質(zhì)顆粒會(huì)降低運(yùn)動(dòng)表面的平整度，導(dǎo)致表面的粗糙和剝離磨損。固體顆粒雜質(zhì)的成分不同，其硬度、脆性及塑性都有所不同，例如普通沙塵（主要成分是氧化硅），其莫式硬度在2 ～ 8 左右（莫式硬度從1 ～ 10，10 為最硬）。對(duì)于風(fēng)電機(jī)組齒輪箱來(lái)說(shuō)，硬度比較大的顆粒，如齒面磨損產(chǎn)生的磨粒，其危害性最強(qiáng)。但是大量的顆粒，不管硬度如何，對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)都是致命的。固體雜質(zhì)顆粒的另一個(gè)影響是對(duì)于齒輪油本身壽命的影響。金屬顆粒往往都是催化劑，能夠加速油品的氧化。油品氧化后產(chǎn)生的漆膜、油泥及其他酸性物質(zhì)反過(guò)來(lái)又會(huì)對(duì)金屬部件產(chǎn)生新的腐蝕。同時(shí)油品氧化后粘度增加也會(huì)增加齒輪箱的發(fā)熱，導(dǎo)致潤(rùn)滑不良，造成新的磨損。表1 中給出了固體顆粒雜質(zhì)對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的主要危害。