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1.5MW雙饋型風力發電機組液壓偏航制動器滲漏油問題的解決方案

2014-02-27 來源:《風能產業》 瀏覽數:4191

  ① 油缸尺寸:Φ90+0.065,活塞尺寸:Φ90-0.08;活塞和油缸的間隙為 0.145mm,較為合理。
  ② 為了控制活塞因偏心負載而造成的軸向偏擺,使用了兩條聚四氟乙烯復合材料導向帶,較為合理。但該材料抗偏擺擠壓和振動的能力不是很好,容易在長期使用中因磨損失效而使活塞接觸油缸,造成研傷。
  ③ 其采用了自帶唇口的 Y 型聚氨酯密封圈,在壓力油的作用下,密封圈的內外唇口分別與活塞和油缸貼合緊密,以此達到密封的效果,但這種密封圈抗活塞偏擺造成的振動和擠壓的能力不強,徑向磨耗后補償能力也不夠,長期使用中會因磨損而導致密封失效。
  ④ 自帶唇口的聚氨酯防塵圈,處于油缸外端,起著防塵和密封的作用。因為處于油缸無壓端,只能靠自身唇口的彈性來補償磨耗;因為處于油缸外端,活塞在此處偏擺幅度最大,而這種密封圈抗振動、擠壓和補償磨耗的能力不強,容易造成密封和活塞之間的間隙而滲油。
  解決方案一:為了最大限度的節約成本,降低維修費用,盡量利用原有的密封溝槽,取長補短,充分考慮到密封件抗振動、擠壓和補償磨耗的能力,在密封件結構上進行改進,如圖 4:
  ① 活塞和油缸配合的精度不變;
  ② 為了有效控制活塞偏擺,兩條導向帶的材料改為耐磨性和強度更高的夾布酚醛;
  ③ 將原來主密封換為矩形密封,設計參考標準:GB/T 15242 企業標準 NOK SPN 系列,它是由聚四氟乙烯復合材料制成起密封作用的矩形耐磨圈和一個由丁晴橡膠制成起補償作用的彈性矩形密封圈組成。矩形橡膠圈提供足夠的密封力,并對密封圈的磨耗起補償作用,矩形橡膠接觸壓力高、抗扭轉、負荷能力較高。該矩形密封具有:
  a. 負荷下具有非常高的壓力穩定性
  b. 非常好的抗擠壓可靠性
  c. 高耐磨,摩擦力小,使用壽命長
  d. 該組合密封的使用溫度范圍:-40℃~ +200℃。
  ④ 將原來的防塵圈改為雙唇四氟防塵圈,設計參考標準 MERKEL PT1,由一個異型環和兩個 O 型橡膠密封圈組成,異型環帶有一個密封刃口和一個防塵刃口,具有密封防塵雙重作用。兩個 O 型圈提供預緊力,可有效地消除活塞偏擺形成的間隙和補償異型環的磨損。兩個O 型圈由丁晴橡膠制成,異型環由聚四氟乙烯復合材料制成,使用溫度范圍:-40℃ ~+200℃。
  ⑤ 為了保證密封的可靠性,參照 GD/T15242 企業標準 NOK SPN系列以及標準 MERKEL PT1,對油缸的密封溝槽要作些改動。
  解決方案二:如果要在風場現場以低成本、及時有效地解決漏油問題,則可采用下述不處理油缸及活塞尺寸,通過更換密封材料來解決:
  ① 兩條導向帶按上述方案仍采用耐磨性和強度高的夾布酚醛。
  ② 將原來主密封換為 U-T20 型聚氨酯材料密封圈,并優化密封材料及密封件尺寸。該密封具有:a. 工作溫度范圍寬,-30℃ ~ +120℃。
  b. 在 40Mpa 壓力范圍內,靜態和動態密封性能都比較好。
  c. 耐油,耐磨,使用壽命長。
  ③ 采用U型雙唇聚氨酯防塵圈,推薦選用 MERKEL。該防塵圈耐壓能力可達 1.6Mpa, 具有密封防塵雙重作用。
  其它幾種液壓偏航制動器如 SIME-STOMAG、ANTEC 和BUBENZER等,有的結構較為復雜,有的較為簡單,但原理相同,其改進優化的方案與上述類似。SIME-STOMAG 沒有設計導向帶,結構簡單,靠油缸與活塞的配合精度來實現活塞的導向及控制活塞的軸向偏擺,在偏心負載的情況下,容易研傷活塞和油缸。主密封由一個 O 型丁晴橡膠密封圈及一個純四氟乙烯擋圈組成,可改為矩形組合密封以及雙唇四氟防塵圈或者雙唇聚氨酯防塵圈,擋圈材料采用聚四氟乙烯復合材料,其具有低蠕變、耐腐蝕、高耐磨、高硬度、熱線膨脹系數小、抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩定等優點。
  ANTEC 和 BUBENZER, 這兩種液壓偏航制動器內部尺寸和結構相同。三坐標測得:油缸尺寸:Φ90+0.47,活塞尺寸:Φ90-0.08,活塞和油缸的間隙為 0.55mm,間隙過大,增加了有效控制偏擺和密封的難度。如果要徹底解決漏油,則必須改變活塞和油缸的配合間隙,一般在 0.12~0.14mm 比較合理。主密封可改為采用矩形組合密封以及雙唇四氟防塵圈或者雙唇聚氨酯防塵圈,要求密封材料選擇優質品牌。
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