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風(fēng)電用材料的選擇和設(shè)計(jì)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時(shí)間：2015-01-05
偏航、變槳風(fēng)電軸承的套圈一般采用符合GB/T3077-1999規(guī)定的經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火處理合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo。鋼球一般采用符合GB/T18254-2002規(guī)定的GCrl5或GCr15SiMn軸承鋼。傳動(dòng)系統(tǒng)類軸承的套圈和滾動(dòng)體一般采用電渣重熔冶煉的ZGCrl5或ZGCr15SiMn軸承鋼。
風(fēng)電運(yùn)行具有一定的特殊性。首先，由于風(fēng)電都是分散安裝在自然風(fēng)較大的地方，這些地方要么位于比較偏僻、人口稀少的偏遠(yuǎn)山區(qū)，要么是沿?；蛘呓：Ｉ稀Ｆ浯?，風(fēng)力發(fā)電部分主設(shè)備安裝在高空，且發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)輸、變電設(shè)備的連接比較薄弱。風(fēng)電設(shè)備整個(gè)運(yùn)行環(huán)境非常惡劣，安裝在高海拔、高原地區(qū)的設(shè)備會(huì)受冰凍的影響，而安裝在海上的設(shè)備也有腐蝕的問(wèn)題。這就要求用于風(fēng)電設(shè)備的材料必須具有優(yōu)異的性能，包括較好的低溫韌性和較好的抗腐蝕、氧化能力。另外，還要求有足夠長(zhǎng)的運(yùn)行壽命。
一.?葉片
風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作過(guò)程中，葉片要承受較大的交變風(fēng)力載荷、氣流沖刷、砂石粒子沖擊磨損、較強(qiáng)太陽(yáng)光照射、雨、雪、冰雹等外界作用。風(fēng)機(jī)葉片體積較大、安裝位置較高，因此為了滿足可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行要求，還要具有質(zhì)量輕、疲勞強(qiáng)度高及其它優(yōu)異的力學(xué)性能。復(fù)合材料由于具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、抗疲勞、抗蠕變、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今風(fēng)機(jī)葉片的首選材料。復(fù)合材料葉片發(fā)展之初采用的是廉價(jià)的玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹(shù)脂體系，直到今天這仍是大部分葉片采用的材料。隨著葉片長(zhǎng)度的不斷增大，這種體系在某些場(chǎng)合已不能滿足要求，于是性能更優(yōu)異的增強(qiáng)材料——碳纖維進(jìn)入了葉片生產(chǎn)者的視野。一般認(rèn)為，22m以下的葉片采用玻璃纖維，而大于42m的葉片則采用碳纖維或碳?；祀s纖維。
二.?緊固件
風(fēng)電用高強(qiáng)度緊固件由于長(zhǎng)期在野外服役，服役環(huán)境一般為惡劣或極度惡劣，維護(hù)檢修條件較差。正常連續(xù)工作情況下，風(fēng)電緊固件要求必須保證15年以上的使用壽命。風(fēng)電緊固件隨主機(jī)一起常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒和極端溫差的考驗(yàn)，承受高溫、低溫的侵蝕；除受到軸向預(yù)緊拉伸載荷的作用外，還會(huì)在工作中受到附加的拉伸交變載荷、橫向剪切交變載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用，有時(shí)還受到?jīng)_擊載荷。目前，風(fēng)電高強(qiáng)度螺栓大部分選擇?10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，其硬度值?33～39HRC，抗拉強(qiáng)度Rm≥1040MPa，斷后伸長(zhǎng)率A≥9%，斷面收縮率Z≥48%，低溫沖擊吸收能量（-45～-40℃）KV2≥27J。
三.?軸承
風(fēng)電機(jī)組軸承在風(fēng)沙、雨水、鹽霧、潮濕等環(huán)境下，其安裝、潤(rùn)滑及維修都具有一定的難度，為此不僅要求軸承具有足夠的強(qiáng)度和承載能力，還必須要求其壽命長(zhǎng)(一般要求20年)、安全可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，且潤(rùn)滑、防腐及密封性能良好。偏航、變槳風(fēng)電軸承的套圈一般采用符合GB/T3077-1999規(guī)定的經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火處理合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo。鋼球一般采用符合GB/T18254-2002規(guī)定的GCrl5或GCr15SiMn軸承鋼。傳動(dòng)系統(tǒng)類軸承的套圈和滾動(dòng)體一般采用電渣重熔冶煉的ZGCrl5或ZGCr15SiMn軸承鋼。
四.?增速箱
增速箱零件一般均采用高淬透性合金鋼。通過(guò)提高材料的淬透性并控制淬透性帶寬和通過(guò)降低氧含量、消除有害的氧化物夾雜、提高鋼材的清潔度等措施以達(dá)到提高風(fēng)電零件使用壽命的目的。
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