风电机组法兰用摩擦垫片的摩擦系数实验研究

摘要

提高主轴与齿轮箱法兰联接面的静摩擦系数,可以间接实现主轴与齿轮箱法兰联接面的紧凑设计,实现风电机组的轻量化。针对风电机组传动系统紧凑化和轻量化设计的问题,对风电机组法兰用摩擦垫片的摩擦系数进行了实验研究。首先,分析了主轴与齿轮箱法兰联接面摩擦系数对其传扭能力和减重降本的影响;然后,采用主轴与齿轮箱法兰材料球墨铸铁QT400-18AL和QT700-2做了实验试样,研究了该摩擦垫片用于两种试样间时的静摩擦系数;最后,提出了一种采用拉、扭组合试验机加载准静态扭转和压缩载荷来测试静摩擦系数的方法,并基于该方法对结合面平均接触压强为50 MPa、100 MPa、125 MPa、150 MPa时摩擦垫片的静摩擦系数进行了研究。研究结果表明:当结合面平均接触压强大于50 MPa时,静摩擦系数平均值为0.667,标准差为0.023;相比未使用摩擦垫片时,使用摩擦垫片时可将其静摩擦系数提高约1倍;摩擦垫片重复使用时,静摩擦系数呈下降趋势;因此,在实际风电工程中,应采取相关措施,保证摩擦垫片重复使用时结合面静摩擦系数不会过低,以保证其联接的可靠性。