1.5MW风电发电机轴磨损原因及轴修复工艺

一、轴磨损背景

在新能源产业快速发展的背景下，风力发电机组作为核心发电设备，长期处于户外复杂工况下连续运行，轴类部件的稳定性直接决定机组运行效率与安全性。某新能源集团113#风电机组（东风电机厂生产的1.5MW励磁式发电机，型号：FG500M46-4RB+KK，功率1500KW），在长期运行中出现转子励磁发电机前端传动侧轴异常磨损故障。这类故障在行业内高发，对专业轴修复需求迫切。

停机拆检后确认，传动侧外侧1030轴承配合位置磨损，伴随轴承烧蚀、设备振动增大等问题，已无法正常运行。该轴直径为Ø150mm，实测磨损深度达0.6mm，设备运行转速1800r/min，工作温度范围50°C~60°C，采用注油泵自动添加润滑脂的润滑方式。此次轴磨损直接导致机组停机停产，若采用传统轴修复方式，需承担高昂吊装拆卸费用且耗时较长，对风场发电效益造成显著影响。

二、轴磨损常见原因（附轴修复关联要点）

结合本次案例及各行业轴类故障共性，明确磨损原因是开展高效轴修复的前提，核心原因可归纳为以下几类：

1. 金属疲劳与振动叠加：设备长期运行后，转子轴受周期性载荷作用产生金属疲劳，加之机组运行过程中的振动不断叠加，导致轴承与轴颈配合间隙发生变化，引发轴承轴向窜动，进而对轴造成持续性磨损，这是本次案例中磨损的主要诱因。

2. 润滑系统异常：润滑脂添加不及时、润滑脂变质或润滑系统堵塞，会导致轴承与轴颈接触面润滑不足，形成干摩擦或半干摩擦，加速接触面磨损，严重时还会引发轴承烧蚀，与本次案例中轴承烧蚀现象吻合。

3. 装配与安装偏差：轴承装配时若存在过盈量不合理、同轴度偏差等问题，会导致运行中局部受力不均，使轴局部磨损加剧，长期运行后形成明显磨损凹陷。

4. 工况环境影响：户外风电机组面临温度变化、粉尘侵蚀等环境因素，会影响润滑脂性能，同时可能导致轴面锈蚀，间接加剧磨损程度，缩短轴类部件使用寿命。

三、轴修复方法对比与选型

针对轴磨损，工业领域传统的轴修复方法主要包括焊补机加工、电刷镀、激光熔覆及更换新部件等，但这些轴修复方式均存在明显局限，难以适配高效轴修复需求：焊补的热应力易致轴体二次损坏，电刷镀仅适用于轻微磨损且镀层易脱落，激光熔覆成本高、流程复杂，更换部件则周期长、损失大。

针对本次风电发电机轴磨损案例的工况特点（高空作业、需快速恢复运行、避免轴体损伤），最终选用索雷碳纳米聚合物材料技术在线轴修复。该技术属于冷焊技术范畴，无需高温作业，可有效规避热应力对轴体的损伤，且修复厚度无限制，能适配本次0.6mm的磨损深度，同时支持现场在线轴修复，大幅降低拆卸与吊装成本，契合风电场紧急抢修需求。

四、索雷碳纳米聚合物材料技术在线轴修复过程

本次轴修复采用索雷“工装修复工艺”，全程在风机塔顶现场完成，耗时8小时实现机组恢复运行，具体流程如下：

1、表面烤油：使用乙炔氧气进行烤油，操作时间控制在10分钟至15分钟之间；

2、表面打磨：使用磨光机将表面打磨粗糙、干净，提高索雷碳纳米聚合物材料SD7101H的粘结力。整个打磨过程控制在20分钟左右；

3、用无水乙醇清洗轴表面，工装内表面刷脱模剂SD7000；

4、计算SD7101H的用量，并根据计算结果按比例调和SD7101H；

5、将调和好的SD7101H均匀涂抹至轴承位的表面，安装工装，然后碘钨灯加热两个小时加速固化以及提高材料性能；

6、固化完成后，拆卸工装，装配轴承，开机运行。

▶在线轴修复过程：

五、轴修复效果说明

索雷碳纳米聚合物材料固化后与轴体形成牢固的化学结合，贴合度达100%，能有效承受机组运行中的振动与载荷，且材料本身不会产生金属疲劳磨损。在正常维护保养前提下，修复部位使用寿命可超越新部件，同时避免了传统轴修复工艺的热损伤、周期长、成本高的弊端，为风电场这类大型设备轴磨损问题提供了高效、可靠的解决方案。