1 引言
　　主齒輪箱是雙饋型風(fēng)電機組的核心部件，其基本功能就是將風(fēng)力推動葉片所產(chǎn)生的低轉(zhuǎn)速高扭矩功率，轉(zhuǎn)化為發(fā)電機所需的高轉(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)電機組的發(fā)電效率和使用壽命。過多的齒輪箱失效將大大降低發(fā)電效率，同時增加整體的維護成本。
　　然而，風(fēng)電機組主齒輪箱的損壞往往并不是開始于齒輪或者是由于齒面加工缺陷。美國國家可再生能源實驗室（NREL）最近的一項研究表明，風(fēng)電機組主齒輪箱的失效大部分都始于軸承，而且隨著風(fēng)電機組功率的不斷增大，這個情況越來越明顯。軸承壽命的影響因素眾多，除了設(shè)計、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)）也是一個非常關(guān)鍵的因素。因此，控制齒輪油的清潔度對于保證齒輪箱的正常運行，延長設(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)電機組齒輪油中雜質(zhì)的危害
　　風(fēng)電機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，周圍存在著各種各樣的污染風(fēng)險，最典型的如沙漠戈壁中的沙塵污染和海上風(fēng)電機組所經(jīng)受的水分鹽分污染。
　　肉眼都無法觀察到的微小固體顆粒雜質(zhì)（尺度往往都是微米量級），是如何使幾十噸重的齒輪箱失效的呢？對于齒輪箱來說，其齒面接觸區(qū)或者軸承的間隙往往也是微米級別的，潤滑油在其間形成油膜分開運動表面，起到潤滑的作用。那些尺寸正好在此量級的雜質(zhì)顆粒會進入這些接觸區(qū)，損壞運動表面。例如，在齒輪的兩個齒面接觸區(qū)，比較硬的顆粒會在齒面形成磨料磨損，增加摩擦同時產(chǎn)生額外的熱量；而對軸承來說，這些雜質(zhì)顆粒會降低運動表面的平整度，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）。對于風(fēng)電機組齒輪箱來說，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。但是大量的顆粒，不管硬度如何，對于軸承來說都是致命的。固體雜質(zhì)顆粒的另一個影響是對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)反過來又會對金屬部件產(chǎn)生新的腐蝕。同時油品氧化后粘度增加也會增加齒輪箱的發(fā)熱，導(dǎo)致潤滑不良，造成新的磨損。表1 中給出了固體顆粒雜質(zhì)對風(fēng)電機組齒輪箱的主要危害。