《风力涡轮机齿轮箱润滑系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风力涡轮机齿轮箱润滑系统.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104160146A43申请公布日20141119CN104160146A21申请号201180076118722申请日20111028F03D11/00200601F16H57/0420060171申请人雷姆技术公司地址美国康涅狄格州72发明人MD米朝德RE本森GJ斯罗卡L温科曼恩74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人邓雪萌何逵游54发明名称风力涡轮机齿轮箱润滑系统57摘要一种风力涡轮机齿轮箱系统包括输入齿轮级，输入齿轮级具有被精加工为具有小于025微米的表面粗糙度的配合齿轮表面和支撑输入齿轮级的至少一个轴承。润滑回路被布置为在风力涡轮机操作期间将润滑剂传。
2、送到输入齿轮级和轴承并且包括用于在传送之前从润滑剂去除大于2微米的微粒的串联过滤器。用于系统的润滑剂与常规风力涡轮机齿轮箱润滑剂相比可具有相对低的粘度。85PCT国际申请进入国家阶段日2014063086PCT国际申请的申请数据PCT/US2011/0584412011102887PCT国际申请的公布数据WO2013/062594EN2013050251INTCL权利要求书3页说明书10页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书10页附图1页10申请公布号CN104160146ACN104160146A1/3页21一种风力涡轮机齿轮箱系统，包括输入齿轮级，其。
3、具有被精加工为具有小于025微米的表面粗糙度RA的配合齿轮表面；支撑输入齿轮级的至少一个轴承；润滑回路，其被布置为在风力涡轮机操作期间将润滑剂传送到输入齿轮级和轴承并且包括具有用于在传送之前从润滑剂去除大于2微米，优选大于1微米，的微粒的标称孔径尺寸的串联过滤器；以及在润滑回路中的一定量润滑剂，润滑剂具有在68和300之间的ISOVG，优选在100和220之间，最优选在150左右。2根据权利要求1所述的系统，进一步包括高速齿轮级和高速轴承，其中，高速齿轮级包括被精加工为具有小于025微米的表面粗糙度RA的配合齿轮表面。3根据权利要求1或2所述的系统，其中，一个或多个轴承也被精加工为具有小于02。
4、5微米的表面粗糙度RA。4根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，系统额定为大于1MW，更优选大于15MW的容量。5根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂回路包括泵并且串联过滤器位于泵的高压侧上。6根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，串联过滤器是包括玻璃纤维或改良的玻璃纤维或金属或任何专用的聚合物的表面过滤器。7根据前述权利要求任一项所述的系统，进一步包括与串联过滤器并排连接的线外过滤器。8根据前述权利要求任一项所述的系统，进一步包括磁性过滤器，优选位于齿轮箱的集液区域中。9根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，配合齿轮表面是平坦化的，优选具有100微米，更优选050微米或更小，。
5、的平均峰对平均高度粗糙度RPM。10根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，配合齿轮表面是化学加速振动精加工表面。11根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂包括多于85的矿物或合成基础油，优选多于95的基础油，最优选约99的基础油。12根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂基本没有或完全没有消泡剂。13根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于500PPM，优选小于10PPM，的磷浓度。14根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于100PPM，优选小于10PPM，的锌浓度。15根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于100PPM，优选小于。
6、10PPM，的氮浓度。16根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于20PPM，优选小于5PPM，的硫浓度。17根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于10PPM，优选小于权利要求书CN104160146A2/3页32PPM，的钼浓度。18根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于10PPM，优选小于100PPB，的硼浓度。19根据前述权利要求任一项所述的系统，其中，润滑剂具有小于10PPM，优选小于100PPB，的硅浓度。20在风力涡轮机齿轮箱操作时润滑剂的使用，齿轮箱具有超精加工的关键表面，该使用包括提供ISO粘度等级在300以下，优选在200以下，的。
7、润滑剂，并且使润滑剂循环通过串联过滤器到达关键表面，其中，串联过滤器具有用于在传送之前从润滑剂去除大于2微米的微粒，优选大于1微米的颗粒，的标称孔径尺寸。21根据权利要求20所述的使用，其中，润滑剂以每分钟至少60升的速率，优选以每分钟至少100升的速率，循环通过过滤器。22根据权利要求20或权利要求21所述的使用，其中，润滑剂包括小于500PPM，优选小于10PPM，的磷浓度。23根据权利要求20至22任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于100PPM，优选小于10PPM，的锌浓度。24根据权利要求20至23任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于100PPM，优选小于10PPM，的氮浓度。2。
8、5根据权利要求20至24任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于20PPM，优选小于5PPM，的硫浓度。26根据权利要求20至25任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于10PPM，优选小于2PPM，的钼浓度。27根据权利要求20至26任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于10PPM，优选小于100PPB，的硼浓度。28根据权利要求20至27任一项所述的使用，其中，润滑剂包括小于10PPM，优选小于100PPB，的硅浓度。29一种用于风力涡轮机齿轮箱的润滑剂，包括至少85的基础油；以及添加剂包，包括小于100PPM，优选小于10PPM，的锌浓度小于100PPM，优选小于10PPM，的氮浓度小于20。
9、PPM，优选小于5PPM，的硫浓度小于10PPM，优选小于2PPM，的钼浓度小于10PPM，优选小于100PPB，的硼浓度小于10PPM，优选小于100PPB，的硅浓度,润滑剂具有在100和300之间的ISO粘度等级，优选在150和250之间，最优选在150左右。30根据权利要求29所述的润滑剂，其中，润滑剂包括粘度为约ISOVG150的约9922重量百分比的矿物基础油或聚烯烃（PAO）基础油或其任何混合物、约01重量百分比的也用作耐微孔蚀、耐刮损和极压化合物的耐磨损化合物、约005重量百分比的也用作耐权利要求书CN104160146A3/3页4磨损、耐微孔蚀和耐刮损化合物的极压化合物、约00。
10、2重量百分比的抗氧化剂化合物、约001重量百分比的防腐蚀或防锈化合物、约05重量百分比的分散剂化合物和约01重量百分比的反乳化剂。权利要求书CN104160146A1/10页5风力涡轮机齿轮箱润滑系统技术领域0001本发明总体涉及齿轮箱的润滑，更具体地，涉及用于提高对具有超精加工部件的大型风力涡轮机齿轮箱相关的润滑的系统。背景技术0002彼此移动接触的工程部件通常需要润滑，以便防止或减少摩擦、热量和磨损。负荷、移动速度或周期越大，润滑就越关键。齿轮、轴承和凸轮都是可被设计连续操作数千小时的工程部件的例子。只有利用正确的润滑才能成功地实现这种操作。存在各种润滑原理，包括空气轴承、流体动力润滑和颗。
11、粒润滑。本发明关注油形式（天然的和人造的）的液体润滑。0003复杂的工程部件通常作为系统的一部分操作，诸如发动机、齿轮箱或差速器。这些系统可设置有满足整个系统的所有需要的润滑系统。通常，这将需要提供循环通过系统的润滑供给。必须谨慎选择润滑剂，以便提供对不同部件的充分润滑。通常这种选择是一种折中，因为一个部件可能需要一种形式的润滑剂，而另一部件可能更适合不同类型的润滑剂。还必须在考虑具体操作条件的情况下选择润滑剂。在优选的负荷、速度或温度范围之外的系统操作可导致不充分的润滑。不充分的润滑可导致边界润滑情况、接触疲劳和最终在金属表面产生的凸峰（PEAKASPERITIES）（微孔蚀）的粗糙裂开。裂。
12、开的金属微凸或微粒，尤其是大于1微米的微粒，会污染润滑剂并加快磨损过程。具体地，这种微粒对通常以比齿轮的膜厚度小的膜厚度操作的轴承是极其有害的。0004因此，缩短了齿轮寿命，并可能发生提前的毁坏性齿轮故障。在试图使润滑剂更适合一系列情况时，添加剂包可被加入基础油中以改进其性能。但是，这些添加剂本身可能对某些情况敏感并变得无效甚至有害。此外，它们通常是环境不友好的。0005决定给定部件的润滑状况的一个因素是接触表面的表面粗糙度。近来精加工技术的提高已经允许工程师实现比先前可能的更光滑的表面。另一因素是精加工表面的性质。研磨或磨光表面可具有相对对称的粗糙度分布，其中，存在相等数量的峰和谷。其它抛光。
13、和精加工技术可实现平坦化的表面，其中，主要去除了凸峰。平坦化表面的特征可以是大于50的原料配比（RMR）并且通常被认为比类似粗糙度的对称表面具有更好的承载能力。具体地，现在可使用超精加工技术，其能够提供镜面样光滑度，即使是对于相对大和复杂的部件。在下文中，术语“超精加工”和“超精加工表面”将用于表示具有025微米或更小的粗糙度（RA）的表面光洁度，无论以何种方式达到该表面光洁度。但是，必须注意，RA不能区分平坦化表面和被研磨或磨光的表面。本领域技术人员将理解，替代性的摩擦学参数，诸如RPM（平均峰高）可更好地将平坦化表面与经研磨或磨光的表面区分开来。此外，可利用那些替代性参数限定数学描述，诸如。
14、比率。0006存在对超精加工部件进行充分润滑的各种理论，但是总体上，这类表面在试验的和受信任的传统结果适用的可接受范围之外操作。根据美国专利公开NO2009/0151494，对超精加工表面应用较高粘度的润滑剂的有利地，以便改进它们的高温操作，而不牺牲润滑说明书CN104160146A2/10页6剂膜强度。在另一美国专利公开NO2009/0137436中，公开了一种复杂的添加剂包，其可用于提高承载能力并增加机械部件（包括那些具有超精加工表面的部件）的表面疲劳寿命。0007润滑剂可执行的额外功能是去除可能由表面磨损形成或由异物导致的碎片。润滑剂循环通过过滤器允许去除这种碎片，防止进一步损坏系统。理。
15、论上，期望具有能够去除大至会损坏系统的所有微粒的过滤器。尺寸大于操作的润滑剂膜厚度的微粒可被认为是潜在有害的。然而，不总是容易从系统去除它们，因为过滤器越精细，润滑剂就越难循环通过它。润滑剂膜厚度也将至少部分地依赖油粘度。当粘度增加时，系统可变得包容更大的碎片，但是由于过滤器对流动的阻力，过滤这种碎片变得更加困难。0008此外，较大的润滑剂粘度导致寄生摩擦损失增加。这些继而产生会导致系统变热的热量或需要额外的油冷却能力。具体可能需要额外的添加剂，以补偿这种较高温度或以其它方式抵消高粘度的后果，尤其是在冷启动情况下时。一般而言，润滑剂的寿命主要取决于温度。暴露于高温会导致润滑剂劣化，由于例如热氧。
16、化。0009在润滑系统中循环的润滑剂也倾向于携带空气。空气泡或内含物通常是不期望的，因为其倾向于导致起泡并且还因为空气内含物的存在可降低润滑膜的强度。相比较低粘度的润滑剂，较高粘度的润滑剂更倾向于携带空气。同样关于这点，可向添加剂包提供另外的添加剂，以便消减空气泡的影响或防止产生空气泡。0010一个特定的操作领域是风力涡轮机齿轮箱领域。这些系统变得越来越大并且目前安置的涡轮机通常可额定为大于1MW。这类机器的显著特征是齿轮箱输入级在很低的速度（转子速度在510RPM之间）下操作。这对应于传动比约为614的典型的15MW行星齿轮输入级中3060RPM的输入级太阳小齿轮速度。而高速输出级可在150。
17、0RPM或更高的速度旋转。齿轮和轴承是高负荷的并且在风电行业特有的极端严酷环境下操作。润滑剂包在确保这些齿轮箱具有多于二十年的使用寿命上起关键作用。用于每个齿轮箱的润滑剂的体积大于200升，并且与汽车中短期更换油不同，风力涡轮机必须在更换润滑剂之间操作25000至50000小时。更换润滑剂也不是容易的工作，因为齿轮箱位于在地面上方延伸多于一百米的塔顶，地点通常位于高地势或离岸的气候严酷的偏远区域。0011对于大多数大型风力涡轮机，目前核准的润滑剂粘度为至少ISO粘度等级（ISOVG）320。ISOVG级别是运动粘度的全球认可标准，单位为MM2/S，在40下测得。自此以后，所有对粘度的涉及都基于。
18、ISOVG基准。核准的粘度是有意义的折中，因为该粘度实际上可能对于低速输入级过低并且通常被认为对于高速齿轮级（尤其是轴承）过高。15兆瓦涡轮机和更大型涡轮机的高速轴承在很严格的公差下操作。高粘度润滑剂限制轴承的合适转动并且促进摩擦生热和磨损。还期望的是过滤3微米以下的颗粒。然而，对于高粘度润滑剂，这种精细度的过滤器通常是无效的并且一旦已经执行最初的磨合就会被10微米的过滤器代替。美国齿轮制造商协会出版物ANSI/AGMA/AWEA6006A03“STANDARDFORDESIGNANDSPECICATIONOFGEARBOXESFORWINDTURBINES”详细说明了具有用于堵塞的过滤器和冷。
19、启动情况的自动旁路的10微米串联过滤器。此外，3微米的较精细的过滤器可用于线外配置，但这些不能确保完全去除所有颗粒。0012目前推荐的风力涡轮机齿轮箱润滑剂由基础油和相对高溶度的添加剂组成。基础油可以是基于矿物油的或者是合成的。添加剂可被提供用以提高剪应力和热氧化稳定性并防止淤积沉淀、减少磨损、微孔蚀、刮损、起泡、腐蚀和细菌生长。具体地，可加入耐磨损、耐说明书CN104160146A3/10页7微孔蚀和耐刮损的添加剂，以便补偿低速级的粘度不足。考虑到加入以实现以上目的许多添加剂，配制这种润滑剂是艰巨的任务。配制者必须懂得添加剂化学性质、各种添加剂之间的化学相互作用以及它们与存在于齿轮箱中的各种。
20、铜和钢合金的反应。润滑剂的配方是平衡行为，因为某些添加剂与金属表面、氧气、甚至其它添加剂反应。二烷基二硫代磷酸锌添加剂（ZDDP）是众所周知的不与某些金属表面反应并可促进微孔蚀的混合物的例子。0013由于它们本身的性质，所使用的添加剂不总是环境友好的并且泄漏到环境中会破坏风电行业的绿色形象。具体地，硫和磷破坏环境。此外，含硫和磷的添加剂可通过促进微孔蚀和腐蚀而损坏齿轮箱。科学家、工程师和配制者不断寻找可改进商业润滑剂的耐磨性、耐微孔蚀、耐刮损、极压和耐氧化性质，同时减少甚至消除含硫和磷化合物的化合物。但是，这通常引起使用额外的化合物和过程的更复杂的添加剂。0014例如，美国专利NO7,759,。
21、294B2提及使用具有烷基硫代磷酸（ALKYLPHOSPHOROTHIOATE）的烃基胺（HYDROCARBYLAMINE）可提高进行润滑的“承载能力”。此外，美国专利7,612,025B2提及，使用碱或碱土金属水杨酸碱性和/或高碱性盐、015质量的硼和03质量或更少的减少的硫含量连同诸如ZDDP的含磷耐磨制剂，会提高乳化剂的耐磨损性能。0015此外，美国专利申请2006/0276355A1主张，混合两种润滑剂，一种具有优选小于10CST的粘度并且另一种优选大于100CST且具有共同的耐磨损、耐微孔蚀、耐刮损、极压和耐氧化、耐腐蚀和防起泡添加剂，会减少微孔蚀。根据给出的例子，如风力涡轮机齿轮箱。
22、制造商所建议的，润滑剂被配制为ISOVG320。0016期望消除或降低某些添加剂的浓度，以产生更简单更环境友好的润滑剂。还期望利用对于颗粒碎片具有较低尺寸上限的更清洁的油来操作齿轮箱。发明内容0017本发明通过提供一种风力涡轮机齿轮箱系统来处理这些和其它问题，该风力涡轮机齿轮箱系统包括输入齿轮级，其具有被精加工为具有025微米或更小的平均表面粗糙度（RA）的配合齿轮表面；支撑输入齿轮级的低速轴承；润滑回路，其被布置为将润滑剂传送到输入齿轮级和低速轴承并且包括具有用于在传送之前从润滑剂去除大于2微米，优选大于1微米，的微粒的标称孔径的串联过滤器。自此以后，用参数RA表示表面粗糙度，代表与平均的竖。
23、直偏差的绝对值的算术平均值。测量表面粗糙度的规则被称作轮廓测量法，并且仪器被称作轮廓测量仪。可利用各种类型的仪器，包括机械测量仪或触针式轮廓测量仪和光学轮廓测量仪。在本说明书中，具有5微米的尖端触针的机械型轮廓测量仪用于确定最终精加工表面的表面粗糙度。最终的RA并非来自一个测量结果，而是来自在各个位置上和在齿根圆角和齿顶之间的若干齿腹上（更优选在齿距线正下方）的至少10个测量结果。采用所述触针型轮廓测量仪的025微米的平均测量结果是正确和精确的，而不考虑使用年限、品牌、轮廓测量仪的型号，因为与大多数分析仪器相同，存在国际认可标准的校准和测量方法。本发明采用国际标准化组织（ISO）出版物ISO4。
24、2871997/AMD12009、ISO42881996/COR11998和ISO543612000作为指南来校准轮廓测量仪和确定最终的精加工表面粗糙度。此外，自此以后将基于XC1000涉及标称孔径或过滤器额定值。对于这类过滤器，由以下方程限定XC值。说明书CN104160146A4/10页80018这是过滤器上游（U）大于给定尺寸“X”的微粒数量（N）与过滤器下游（D）的该尺寸微粒的数量（N）之比。技术人员应该理解，额定值为2微米的过滤器，2C1000还可用于去除额定1C100的1微米的微粒。0019根据本发明，已经发现通过将至少一个低速输入齿轮级精加工至如上所示的粗糙度，可使用比常规推荐的。
25、低的粘度，同时保持足够的膜厚度以确保良好的润滑。不希望受限于理论，对于表面粗糙度等于或小于025微米的超精加工齿轮齿表面，认为可在约3060RPM（如通常在输入级中遇见的）低齿距线速度下保持混合润滑甚至完全弹性流体动力润滑（EHL）状态。为了最大化操作效率，同时保持EHL状态，摩擦系数必须尽可能低。根据表面的性质，这通常对应于约在1至3范围内的膜厚度与表面粗糙度之比。此无量纲比率被定义为根据DOWSON和HIGGINSONDDOWSON,ELASTOHYDRODYNAMICS,PAPERNO10,PROCINSTMECHENG,VOL182,PT3A,1967,P151167，最小膜厚度HMI。
26、N可被计算为在平坦化表面的情形中，重要的是明白仅可用作近似值。与研磨或磨光表面不同，对于平坦化，几乎所有凸峰都被去除了，仅在表面上留下“凹处”或“谷”。因此，几乎不存在峰与峰的相互作用。因此，即使对于足够薄以得出1的膜也可忽略传统的边界润滑条件，边界润滑条件涉及导致接触疲劳、微孔蚀、孔蚀甚至刮损的峰与峰相互作用。不希望受限于理论，目前推测对于平坦化表面，13的特定膜厚度可提供完全的EHL操作，而对于低速级发生磨损相关的困难的可能性很低。0020对于以上方程中给定的和表面粗糙度可估算最小的所需粘度。根据ERRICHELLO,RE,FRICTION,LUBRICATION,ANDWEAROFGEA。
27、RS,ASMHANDBOOK,VOLUME18FRICTION,LUBRICATION,ANDWEARTECHNOLOGY,P535545，携带速度、润滑粘度和压力粘度系数对HMIN的影响最大。0021因此，所需动态粘度（基于表1所列的参数）可被定义为表1参数列表说明书CN104160146A5/10页9参数单位，SI定义无量纲膜厚度与表面粗糙度之比HMINM最小膜厚度RA或RAM表面粗糙度的算术平均值M2/N压力粘度常数0ISOVG动态粘度VEM/S携带速度NM曲率半径X无量纲负荷均分因子WNRKNM标准单位负荷ER无量纲（基于合金的弹性模量）减小的弹性模量0022各种来源报道了各种理论上和。
28、经验上推导出的公式和近似值。基于对动态粘度的以上计算结果和经验上确定的基线值，以下表2公开了对于15MW风力涡轮机低速级太阳小齿轮不同的操作速度和不同推测值下基于025微米的表面粗糙度的动态粘度估算值。利用节圆直径D约为0266米且曲率半径N约为0046米的太阳小齿轮具体确定计算结果。0023表2在不同速度下达到期望的值的估算捻度0024除了提高风力涡轮机的操作效率之外，润滑剂粘度的降低允许采用更精细的串联过滤器。比重大的润滑剂难以通过精细的过滤器并引起显著的压力损失。一般而言，串联过滤器设置有可响应于横跨过滤器的过度压降打开的旁路。一旦旁路打开，例如在冷启动情况期间或堵塞时，过滤器不再有效地。
29、去除碎片。随后的污染物可直接到达齿轮和轴承表面。根据本发明，在堵塞风险较低的正常操作期间可使用较精细的过滤器。通过从油中去除大量精细微粒，可进一步降低对齿轮箱内关键表面的潜在损害。由于因碎片而产生的损害导致更多的碎片，因此可打破恶性循环并且润滑剂和过滤器可具有显著增加的可用寿命。在此背景下，串联过滤器被认为是在风力涡轮机齿轮箱的任命使用期间活跃的过滤器，而不是仅为了磨合而存在并且之后被绕过或废弃的过滤器。0025本发明优选可应用于额定为1MW以上甚至15MW以上的大型风力涡轮机齿轮箱。说明书CN104160146A6/10页10一般而言，这类齿轮箱将具有输入行星齿轮级或周转齿轮，但预期其它配置。
30、也可受益于本发明的教导。此外，尽管本发明涉及输入齿轮级被精加工为期望粗糙度的齿轮箱，但是齿轮箱的其它部分，包括高速齿轮和轴承，也可有利地设置有025微米或更小的类似光洁度。0026根据本发明的另一方面，系统还包括磁性微粒过滤器，优选位于齿轮箱的集液区域中。由于利用粘度低于常规的润滑剂进行操作，这类磁性过滤器可有效地从润滑剂去除含铁颗粒，降低本发明中其它过滤器上的负荷。0027本发明的另一方面包括使用具有减少的添加剂包的润滑剂以及以上系统。对至少低速齿轮进行超精加工允许使用较低粘性的润滑剂。由此使得齿轮箱可在显著降低的温度下操作，减少或消除润滑剂的热降解和氧化。也可显著减少或消除微孔蚀和刮损。因。
31、此，可从添加剂包中大幅度减少或消除耐磨损、耐微孔蚀、耐刮损和热/氧化添加剂。普遍接受的是光滑表面不那么倾向于腐蚀并且也可降低防腐剂的浓度。具体地，相信通过使相关表面的光滑度与所选润滑剂粘度相匹配可实现更平衡的润滑系统。0028根据本发明的一个重要方面，可提供在如上所述的风力涡轮机中使用的润滑剂，润滑剂具有在68和320之间的ISOVG，优选在100和200之间，最优选在150左右。齿轮用润滑剂包括基础油和混合到基础油中的添加剂包浓缩物。添加剂浓缩物包括添加剂化合物并且还可包括稀释剂或溶剂或溶剂油。润滑剂可包含多达99或更多的基础油。基础油可以是基于矿物油的或基于合成油的。合成基础油的例子包括聚。
32、烯烃（PAO）、聚烷基乙二醇（PAG）和酯类。此外，基础油可包括矿物基础油的混合物、合成基础油的混合物或合成和矿物基础油二者的混合物。技术人员清楚地知道这些替代物之间的相对优点。溶剂油用作稍后与基础油混合的添加剂包浓缩物的溶剂。溶剂油可包括多达99或更多的经稀释的添加剂包。同样，溶剂油可以是基于矿物油的或基于合成油的。添加剂化合物在润滑剂中起各种作用，取决于化合物的有效的化学成分和/或分子结构。在LUBRICANTADDITIVESCHEMISTRYANDAPPLICATIONS,LESLIERRUDNICK,CRCPRESS,2003中详细论述了具体功能和相互作用。自此以后，添加剂的重量百分。
33、比被描述为最终润滑剂的重量百分比。0029耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀和极压的化合物代表用于润滑剂的最常见的添加剂。在边界润滑调节下，齿轮配合表面的凸峰与凸峰可相互作用。在不充分的润滑下，此物理相互作用增加摩擦并导致操作温度升高。在存在很少的润滑剂或不存在润滑剂的情况下，达到最大峰与峰表面接触或极压。耐磨损和极压添加剂两者都热分解，在金属表面上形成薄层。在边界润滑情况下，这些化学活性薄膜“优先受剪应力”，由此保护配合表面以防发生金属与金属接触。耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀和极压添加剂的例子包括含硫和磷化合物，诸如二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）。详细的例子在美国专利申请2010/0016188A1中描绘。
34、。其它耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀添加剂可包括含硼化合物。0030抗氧化剂代表包括在润滑剂包中的另一种常见添加剂。在存在氧气的高温情况下发生润滑剂氧化。氧化的基于烃的油聚合并变厚，最后形成沉淀、漆和树脂。此外，减少的氧气形成不稳定的过氧自由基，其反应而形成腐蚀性羟基，该腐蚀性羟基进一步与润滑剂、添加剂或齿轮和轴承的金属表面反应。自由基清除剂和氢过氧化物分解剂是两种抗氧化剂。基于氮的芳胺和基于氧的酚类和受阻酚是自由基抑制剂的两个例子。氢过氧化物抑制剂可含硫、磷或两者。最常见的例子是ZDDP化合物。酚类抗氧化剂包括2,6二叔丁基苯酚和2,4,6三叔丁基苯酚。其它抗氧化剂添加剂可包括含钼化合物，诸如二硫。
35、代氨基甲酸钼、硫说明书CN104160146A107/10页11化烯烃和诸如N辛基N苯基苯胺的烷基化二苯胺。含钼化合物也可用作摩擦改进剂。0031防沫剂代表添加剂包的另一成分。空气和气体携带通常发生在高粘度油中，尤其是高添加剂浓度的油中。携带导致形成气泡和起泡。薄膜降低油压并导致在金属表面上，尤其是轴承表面上，的油膜气穴现象。不充分的润滑加速机械磨损机制，诸如接触疲劳和刮损。二甲基硅氧烷聚合物、烷基甲基丙烯酸酯聚合物和烷基丙烯酸酯聚合物时三种消泡或防沫添加剂或制剂。通常以少于2030PPM的小量使用的这些添加剂降低形成的气泡周围的表面张力，以允许它们破裂。不幸的是，许多防沫剂对过滤器有不利影响。
36、，导致堵塞和过量的压力增加。这类添加剂限制采用较精细的颗粒过滤器的能力。消泡剂的例子包括单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇棕榈酸酯、苯甲酰丙酮、水杨酸甲酯、甘油单油酸酯、甘油二油酸酯和聚丙烯酸酯。0032用于常规风力涡轮机齿轮箱的典型润滑剂添加剂包可包括04的耐磨损化合物，诸如2（1,3二甲基丁基）二硫代磷酸锌（ZINCDI1,3DIMETHYLBUTYLDITHIOPHOSPHATE）或类似的ZDDP化合物。这些化合物也可用作耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀和极压剂）。此外，添加剂包可包括020的含硫极压化合物，诸如叔丁基三硫醚（DITERTBUTYLTRISULDE）、0050的抗氧化剂，诸如4,4二（2甲。
37、基6支链丁基苯酚）（4,4BIS2METHYL6TERTBUTYLPHENOL），和约20PPM的消泡剂，诸如单硬脂酸甘油酯。最终的润滑剂油可包括其它添加剂，诸如分散剂、洗涤剂和防腐剂。常见润滑剂添加剂的具体例子在美国专利NO7,759,294B2中描述。0033根据本发明的一个方面，表面被平坦化以实现025微米或更小的表面粗糙度（RA）。更优选地，利用平坦化过程，可实现100微米（更优选05微米或更小）的平均峰高（RPM）值。RPM被测量作为五个最高峰值的平均值，大于在型面的评估高度上取得的五个连续样品长度的中间值，并且被认为更可以代表粗糙度和润滑膜厚度之间的相互作用。在边界润滑情况下对磨损。
38、有贡献的凸峰在平坦化期间被去除，并且维持混合的或完全的EHL模式。由EHL状态引起的较低的摩擦系数形成较低的操作温度，通常低于耐磨损、耐刮损、极压和耐微孔蚀添加剂的激活温度。因而，可从润滑添加剂浓缩物中减少甚至消除这些添加剂。此外，氧化在较低温度下受到限制。因此，可减少或消除抗氧化剂浓度。具体地，可通过化学加速振动精加工（CAVF）过程平坦化表面。这种过程利用活性化学物质在相关表面上产生相对软的转化涂层。活性化学物质可以供应到BRENHAMTX的REMCHEMICALS的REM过程并且可被加入含有研磨和/或非研磨介质的结合物的振动管或碗，在其中精加工齿轮。齿轮在介质中的搅动导致从齿轮表面的突出。
39、区域去除转化涂层，而不影响凹陷或凹处。本文将不进一步描述CAVF过程，因为已经在各种公开中基本完善地记录了该过程，包括US4,491,500和US4,818,333，其全部内容通过引用合并于此。0034在本发明的另一方面，需要较低的润滑剂粘度来维持最小所需膜厚和维持混合EHL。因此，由于减小的润滑剂粘度以及减少的或消除的耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀、极压和抗氧化添加剂，可基本消除消泡剂。0035在本发明的另一方面，由于去除了凸峰，可在最小膜厚情况下，保持混合的或完全的EHL。在正常操作情况下，此膜是均匀的并且不存在会导致边界润滑和较高的摩擦系数的气穴现象。因此，可减少或更优选地消除摩擦改进化合物。。
40、0036根据本发明的添加剂包包括减少量的以下任何或所有物质或不包含所述物质耐说明书CN104160146A118/10页12磨损、耐刮损、耐微孔蚀、极压、消泡、抗氧化/氧化抑制剂和摩擦改进化合物。可减少的每种添加剂化合物的一般例子包括包括硫和磷和/或包含锌或硼的耐磨损、耐腐蚀和极压化合物；包括磷的耐磨损化合物，诸如二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）；包括亚烷基胺、钼或两者的摩擦改进化合物；包含碱性氮的分散剂化合物；以及包括芳胺的抗氧化剂。此外，消泡或消泡剂包括以下任何或所有物质可完全或基本消除二甲基硅氧烷聚合物、烷基甲基丙烯酸酯聚合物和烷基丙烯酸酯聚合物。去除这类消泡剂的结果是，可有效地使用相当精。
41、细的微粒过滤器，而不会增加操作损失。0037在优选实施例中，润滑剂包括小于总润滑剂的020重量百分比，更优选小于010重量百分比，最优选小于0050重量百分比的含锌、硼、硫和/或磷的耐磨损、耐刮损、耐微孔蚀系统或制剂，小于总润滑剂的010重量百分比，更优选小于0030重量百分比，最优选小于0010重量百分比的含硫和/或磷的极压剂，小于总润滑剂的0050重量百分比，更优选小于0030重量百分比，最优选小于0010重量百分比的含氮、硫、磷和/或钼的抗氧化剂，小于总润滑剂的0002重量百分比或20PPM，最优选0重量百分比或0PPM的消泡剂。更具体地，在整个润滑剂中，磷浓度应该小于500PPM，优选。
42、范围小于10PPM。锌浓度应该小于500PPM，优选范围小于10PPM。氮浓度应该小于100PPM，优选范围小于10PPM。硫浓度应该小于20PPM，优选范围小于5PPM。钼浓度应该小于10PPM，优选范围小于2PPM。硼浓度应该小于10PPM，优选范围小于100PPB。硅浓度应该小于1PPM，优选范围小于100PPB。0038对于本领域技术人员来说显然的是，这些仅是添加剂化合物的一些一般性和可接受的例子，并且存在不妨碍本发明的精神的其它相关化合物或化合物种类。附图说明0039通过参照以下附图将明白本发明的特征和优点，在附图中图1是根据本发明操作的风力涡轮机的示意图。具体实施方式0040以下是。
43、对本发明的预见性实施例的描述，仅通过举例方式给出并参照图1，图1示出包括机舱12和转子14的风力涡轮机10。机舱12容纳齿轮箱16，齿轮箱16包括低速输入级行星齿轮18、轴承20和高速齿轮级22。也可存在其它中间级（未示出）。如将理解的，这种齿轮箱的设计是相对复杂的，但是是常规的并且其设计与本发明基本不相关。齿轮箱设计的细节可在出版物中找到，诸如，RECOMMENDATIONTOCOMPLYWITHTHETECHNICALCRITERIAOFTHEDANISHWINDTURBINECERTICATIONSCHEMEGEARBOXES，2007DANISHENERGYAUTHORITYORTHE。
44、VESTASMECHANICALOPERATINGANDMAINTENANCEMANUALV9030MW,VCRS60HZ,2007。0041除了齿轮箱16之外，机舱12容纳润滑回路24，润滑回路24包括彼此串联布置的串联泵26、串联过滤器28和油冷却器30，其中，串联过滤器28被布置在串联泵26的高压侧。串联过滤器可由一至四个或更多个平行布置的过滤器构成。此布置被设计用以控制第一个过滤器的入口和最后一个过滤器的出口之间的压降。与润滑回路24平行的是包括线外泵34、线外微粒过滤器36和线外吸水过滤器38的线外过滤器系统32。干燥空气系统40以超压向齿轮箱16供应干燥空气，并且干燥空气通风装置4。
45、2与机舱12的外部连通。磁性说明书CN104160146A129/10页13过滤器44位于齿轮箱16的集液区域46。0042与常规齿轮箱不同，低速输入齿轮级18的齿轮元件具有利用根据可从BRENHAMTX的REMCHEMICALS购买的REM过程的各向同性平坦化技术超精加工的配合表面，具体是齿轮齿。获得的表面具有粗糙度RA小于约01微米的镜面样光滑度。由于特别的表面精加工，低速齿轮级能够在混合润滑模式或完全弹性流体动力润滑模式下操作，即使遇到相对低的操作速度。0043润滑回路24和齿轮箱16填充有约200升量的润滑剂，如以下进一步详细描述的，ISO粘度等级为150。此润滑剂被认为具有足够的粘度。
46、，以防止刮损或磨损超精加工的低速齿轮18，而不会对于轴承20和高速轴承级22粘度过高。0044串联泵26使润滑剂以约每分钟106升的速率从齿轮箱16循环通过串联过滤器28。串联过滤器28是表面过滤器，来自DONALDSONCOMPANY的TRIBOGUARDSYNTEQXP等，包括玻璃纤维并且基于等于或大于2微米的粒度，2C1000。对于这类过滤器，XC值被定义为过滤器上游大于给定尺寸“X”的微粒与过滤器下游该尺寸的微粒的数量之比。这意味着过滤器保留了大于2微米的所有微粒的999。0045在正常情况下，这种口径的过滤器将迅速被润滑剂碎片堵塞并由于ISOVG320的常规齿轮箱油而显示高压力。然而。
47、，在此情形中，预期串联过滤器将令人满意地操作延长的时间。这首先是由于碎片因超精加工表面而减少。其次，较低粘度的润滑剂更能够自由地循环通过过滤器。0046从串联过滤器28流出的经过滤润滑剂在返回齿轮箱16之前穿过油冷却器30，在齿轮箱16处润滑剂被直接传送到轴承20和输入齿轮级18。0047除了润滑回路24之外，线外过滤器系统32与润滑回路24平行地循环来自齿轮箱16的相对小量的润滑剂。线外泵34连续地从集液区域46在50赫兹下每分钟循环约40升或在60赫兹下每分钟循环约48升并且经由线外微粒过滤器36和线外吸水过滤器38使润滑剂返回齿轮箱。线外微粒过滤器36是比串联过滤器28更精细的过滤器并且。
48、口径形成为去除1微米以下的微粒。由于未处于直接流向齿轮18、22和轴承20的关键表面的润滑剂流中，因此过滤器的可能阻塞不会严重影响风力涡轮机10的操作。合适的监控（未示出）在发生这种阻塞的事件中提醒维修人员，由此可在不影响风力涡轮机10的操作的情况下更换线外过滤器部件。0048线外吸水过滤器38连续地去除润滑剂中的吸附水。线外吸水过滤器38是CCJENSENA/S购买的深度过滤器。技术人员将容易地理解，根据系统需求指示，线外系统可包括额外的和替代性的过滤器部件。0049除了通过线外吸水过滤器38去除的空气之外，干燥空气系统40向齿轮箱内部提供持续的超干燥空气流。由此供应产生的小的超压大体上消除。
49、经由其它路径进入齿轮箱的大气空气。干燥空气通风装置42是可从伦敦的BROWNELLLTD购买的REGEN8TM自恢复干燥空气通风装置。当吸附剂饱和时，开始自动恢复过程，将吸附剂复原到其最大效率水平。为了进一步保护齿轮箱的内部不受外部颗粒影响，干燥空气通风装置42还包括1微米空气过滤器。0050磁性过滤器44基本是常规的，并且位于齿轮箱16的集液区域46中，处于润滑剂通过串联泵26朝向润滑剂回路24被抽吸的位置处。当润滑剂流过磁性过滤器44时，含铁说明书CN104160146A1310/10页14碎片微粒被磁性过滤器44吸引并附着到磁性过滤器44。由于该润滑剂比常规润滑剂的粘度低，因此这种碎片微粒的移动更迅速并且磁性过滤器44的效率增加。0051根据以下例子产生用于以上实施例的润滑剂完成的润滑剂包括粘度为ISOVG150的9954的聚烯烃（PAO）基础油和046的在基础油中稀释的添加剂包。稀释的添加剂包包括0030重量百分比的2（庚基苯基）二硫代磷酸锌（ZINCDIHEPTYLPHENYLDITHIOPHOSPHATE）耐磨损化合物（也用作耐微孔蚀、耐刮损和极压的化合物）、0010重量百分比的2（1,3二甲基丁基）二硫代磷酸锌极压化合物（也用作耐磨损、耐微孔蚀和耐刮损的化合物）、00050重量百分比的2,4。