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魏国平:监控大数据链接中国风机主齿轮箱可靠性自主创新合作社CGRC

2015-02-01 来源:中国风电材料设备网 浏览数:670

  E,大家知道材料的弹性模量,就是硬度问题,从这个方程上显示,材料硬度越大,油膜越厚。
  最后一个载荷,载荷越大,油膜肯定越来越薄。
  我们会发现,在著名的方程式中,却有两个核心变量是我们需要关注的,跟我需要讲得话题有关,一个是材料中的属性参数,一个是润滑油参数,还有润滑油黏度,这几个合在一起才构成了轴承在运行过程中润滑油的作用,解决了这些细节问题,可以说一定会提高齿轮和轴承的寿命,减小失效磨损。
  简单看一下。这个就是三个现在目前在风机行业用得三个润滑油的,润滑油的分子结构很简单,一个是我们说得传统的矿物油,是通过石油冶炼出来的。杂原子非常多,杂乱无章的结构,它的价格很低,性能也不好,在风机上基本现在不推荐使用,因为它容易被氧化,寿命太短。传统的矿物油是这样的结构。
  现在大家所用的最广泛的,PAO是目前为止世界上合成润滑油上应用最广阔的结构,首先用在汽车工业,德国的汽车用得润滑油,全是PAO的,当然黏度是小的。最早是德国的坦克使用,现在军队使用的坦克也都是PAO,我们现在也跟军队合作。它的结构,我们简称为梳质结构,这样的结构是最理想的结构,有非常好的黏度,也有非常好的碾压性能。另一个就是现在写在规范里的叫PAJ,由于它有它的缺陷,容易吸水,有大量的氧原子在里头,很容易吸收空气中的水分,这种结构理论上性能非常好,但是必须在干的状态下,因此它的实际性能受质疑,因此最广泛使用的就是PAO,PAO这样的结构跟水不互溶,对于风机齿轮箱使用很有意义。
  我再说一个极端状态。一个是拉母达大于3.0,一个是3.0大于1.2,一个是小于1.2。在美国的ISO281有明确的关于润滑油的添加使用都很规范。
  大量的基础科学研究才能推动这些行业的发展。
  这个也是美国能源部颁布的一组数据,他们对大量的风机的齿轮箱的实效进行了统计,发生了37起的故障事件,其中有36起跟轴承相连,有22起跟齿轮相连,不是轴承问题,就是齿轮问题。看来轴承问题要比齿轮问题概率还高一些。这是磨损的图片,拉母达的关系。
  下面我要引出的问题是,大家看到,一个主齿轮箱要牵扯到多少学科、多少制造商和设计者。
  首先他涉及到材料学科的工程师,第二涉及到制造方面的工程师,第三涉及到运营方面的工程师,最重要的是齿轮和轴承的设计制造的之外,就是润滑油,润滑油的参与者,还有添加剂的参与者,围绕了这么一个主齿轮箱,要有这么多学科、这么多行业的人来共同的参与,才能够确保主齿轮箱的可靠性,减少它的故障率。现实的情况是,我们之间几乎没有对话,我们很少对话,我们互相都不了解,这就是现实的问题。在产业链上有这么多成员,但成员之间基本上井水不犯河水。
  这张图我非常喜欢,它很形象的把这个东西说成一个大象,把这个风电行业比作成一个大象,大象中有很多成员,上面这个是齿轮箱制造商,在大象的鼻子上面这是一个风扇,下面这个是轴承制造商,象牙的头,他说这是个毛枪。下面某一个大学研究院的人,他在这个位置,他说原来风电行业,他看到的是一棵树,他看到大象的大腿。后面他看到象的尾巴,他说这是一个粗绳子,这个图真的非常形象,由于这个行业很复杂,当学科的跨业,使每个在这个行业里的人,只是看到了这个问题的局部,没有看到它的全貌,所以说看不着大象的本来面目。如果这次会议能够达到一个共识,我们应当创造一个中国的主齿轮箱可靠性自主创新,我用合作社比较好,CGRC,这个合作社中应当包括今天与会的风机制造商、业主、运营商、轴承齿轮制造商、添加剂公司、风机整机厂,以及从事摩擦材料润滑添加剂等,我们国家的各个院校,包括我们清华大学摩擦方面的老大等等,是不是应当参与进来成立这个合作社,增加风机可靠性,提高有效运转时间,最终目的降低成本,使风电的成本从现在的4毛9,能不能降到3毛左右,跟火电形成强烈竞争。
  目前我们的规划,我们国家的风能将成为能源中的主力,是不是需要联合在一起?当然我们合作社工作的手段是汇集各个方面来源的数据流,我们分享,然后我们共同开发,把这些碎片化的数据,全部汇集起来一起挖掘,共同利用,也就是分享与共享,从分享实现共享。
  这个照片岁数大点的都看到合作社,刚才大家都没有联络,都是X,如果我们这个合作社能成立,我想我们所有的人都通过0101这个数据流联系在一起,实现这么一个合作社,大家是不是会做得更好?解决我们国家在风电上的基础研究、设计等等方面的问题,我们先从应用数据开始,返回到基础研究,提高我们的自主创新能力,或许是一条途径。
  刚才那个医生脑袋是头都大了,如果我们把所有会诊数据流通过云计算系统,可以用数据提高我们的研发能力,包括我们的合成研究,我们都在利用数据研究。这个时候,我们就应当有全科医生了,医生脑袋不疼了,知道这个病情是什么,这些数据反映的是什么,病因是什么,实现对症下药。
  同样,合作社成立以后,我们就不再会看不清大象的本来面目,各个学科的人、各个材料的人,很容易对大象一目了然,它就是一个大象。
  刚才在座位上,我谈到了,我们还有药厂,也在这方面进行了尝试,这是我们在去年8月30号,上海开过一次分会,讨论中国药品临床评价问题。我这个倡导真正得到了医学界广泛认可,到底我们国家的药品在制造研发中,能不能采用大统计数据来增强我们的研发能力,也得到了比较好的认可,在医药行业,因为它的人群特别大,心脑血管,我们国家是2.9亿,都是心脑血管病和潜在心脑血管病,进行血脂化验、心电图等等,也形成了大量的数据流,这些数据流如何挖掘,也是医药界很关心的。我分享一下去年我们做得工作。
  最后,真的我希望柳院长、企业家不怕死,得折腾折腾,如果我们的倡议,虽然润滑油只是很小的一块,在齿轮箱的设计规范中,我们占20%,但是我说总得有人喊一嗓子,我们就算发出一个小声音,希望能够得到大家的响应,因为我们的会议主题“中国风、中国蓝、中国梦”,中国梦离不开中国的蓝天,再也受不了雾霾了,北京的雾霾让人难以忍受,我们沈阳的雾霾现在也非常严重。中国的蓝天呼喊可再生的中国风电,风电真是我们世界和中国未来的能源主流。中国风电却亟待自主科技创新来降低成本,靠政府补贴永远是不可能的,必须研发出老百姓能接受的,成本可接受的电动车,我们的风电一样,这么高的电价,靠政府补助是不可能可持续的,我们需要努力,只能自主和创新,大家联合在一起开发新技术,降低每一个小的故障,就能够使成本有所下降,一点一滴汇在一起就是一个河。
  自主科技创新需要一点一滴的一丝一毫做起,需要从一毫米开始做起,我们相信星星之火可以燎原,我们期盼今天北京的昆仑论坛,是一个小小的一步,或许能够引发我们中国风电自主创新的一大步。实际上现在很多人开始很注重自主创新,跟几年前完全不一样了,几年前只是模仿模仿再模仿,现在我们发现这两年在习大大领导下,真的大家在倡导自主创新,要万众创新,前提是大家要联合起来,希望大家能够联合起来,成立一个合作社,来共同推进中国风机中的一个主要的零部件主齿轮箱,提高它的可靠性,降低风电成本。我的演讲结束,谢谢大家!

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 张向军:基础科学推动风电摩擦学的创新展望
阅读下文 >> 卢永要-风机主齿轮箱的润滑设计及实验

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