風電軸承的特(te)殊(shu)技術要求 風電軸承該如何選擇

風電老總給你解讀關于風電軸承的幾個問題

風電機組對軸承的特殊要求

風力發電機組一般分雙饋式、直驅式和混合式，各種軸承被廣泛應用于風力發電機組中，應用軸承數量最多且類型最全的當屬傳統雙饋式風機，一臺風力發電機組應用軸承最多可達32套。所以(yi)選(xuan)好軸承對保證(zheng)風電機(ji)組的安全穩(wen)定運行非常(chang)重(zhong)要。

風(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)都(dou)安裝在野外風(feng)沙或者濕度(du)(du)比較(jiao)大的(de)地區，風(feng)電(dian)(dian)軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)工況條件非常惡(e)劣，需要(yao)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)受的(de)溫度(du)(du)、濕度(du)(du)和載荷變(bian)化的(de)范圍(wei)很大。特別是偏航(hang)和變(bian)槳軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)需要(yao)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)受較(jiao)大的(de)軸向力(li)(li)和傾覆力(li)(li)矩，變(bian)速箱軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)需要(yao)承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)受在啟動(dong)(dong)和制動(dong)(dong)時巨大的(de)沖擊載荷，同(tong)時還要(yao)求風(feng)機(ji)變(bian)速箱軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)在低速啟動(dong)(dong)時具(ju)備低摩擦力(li)(li)矩和高運轉靈活性的(de)特點。風(feng)力(li)(li)發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一般分為以下幾種：偏航(hang)軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)、變(bian)槳軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)、主軸軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)、變(bian)速箱軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)和發電(dian)(dian)機(ji)軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。根(gen)據(ju)軸承(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)類型(xing)不同(tong)，技(ji)術(shu)要(yao)求也(ye)不同(tong)。

1、偏航、變槳軸承

這類(lei)軸(zhou)承一(yi)般都是總成設(she)計，采用單排(pai)四(si)(si)點接觸球(qiu)(qiu)轉盤軸(zhou)承或雙(shuang)排(pai)四(si)(si)點接觸球(qiu)(qiu)轉盤軸(zhou)承，應該符合如下技術要求(qiu)：

根據風(feng)機軸(zhou)承(cheng)的(de)受(shou)力(li)特(te)點，偏(pian)航軸(zhou)承(cheng)都采(cai)(cai)用小游隙、變槳(jiang)軸(zhou)承(cheng)采(cai)(cai)用零游隙或者(zhe)“負游隙”設計的(de)四點接觸球軸(zhou)承(cheng)，溝道要進行(xing)特(te)別設計及加工，可以(yi)(yi)承(cheng)受(shou)大的(de)軸(zhou)向載(zai)荷(he)和(he)力(li)矩載(zai)荷(he)。總成中的(de)偏(pian)航齒(chi)輪要選(xuan)擇合適的(de)材料(liao)、模數、齒(chi)面(mian)輪廓和(he)硬度，以(yi)(yi)保(bao)證和(he)主(zhu)動齒(chi)輪之間壽命的(de)匹配。同時，要采(cai)(cai)取有(you)針(zhen)對性的(de)熱處理措(cuo)施，提高齒(chi)面(mian)強度，使(shi)軸(zhou)承(cheng)具有(you)良(liang)好的(de)耐(nai)磨性和(he)耐(nai)沖擊性。

由于風機暴露在野外，因此對軸承的密封性能有著嚴格的要求，必須對軸承的密封形式進行優化設計，以保證軸承壽命和風機壽命相同。風機都裝在50m以上(shang)甚至上(shang)百米(mi)的高空(kong)，裝拆費用(yong)昂貴，因此必須有(you)非常高的可靠性，一般要(yao)求20年壽命，再加上該軸承(cheng)結構復(fu)雜(za)，因(yin)此(ci)對(dui)設計制造的要求(qiu)極高(gao)。

2、主軸軸承

主軸軸承(cheng)(cheng)(cheng)一般(ban)為(wei)調(diao)心滾(gun)子(zi)軸承(cheng)(cheng)(cheng)，亦有(you)采用大錐角雙(shuang)列(lie)圓錐滾(gun)子(zi)軸承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)，大多數(shu)葉輪(lun)主軸是由兩個(ge)調(diao)心滾(gun)子(zi)軸承(cheng)(cheng)(cheng)支(zhi)承(cheng)(cheng)(cheng)。由于葉輪(lun)主軸承(cheng)(cheng)(cheng)受的(de)(de)載荷非(fei)常大，而且軸很長，容易(yi)變形，因此要求軸承(cheng)(cheng)(cheng)必須有(you)良好的(de)(de)調(diao)心性(xing)能。

3、變速箱軸承

變速(su)箱軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)數(shu)量多，種類也(ye)多，包含深溝球軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、圓柱(zhu)滾(gun)子軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、滿滾(gun)子圓柱(zhu)滾(gun)子軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、雙列圓錐滾(gun)子軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、調(diao)心滾(gun)子軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)、推力(li)調(diao)心滾(gun)子軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)以及四點接觸球軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)。變速(su)箱中(zhong)的(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)主要是靠變速(su)箱中(zhong)的(de)(de)齒輪油(you)潤(run)滑，潤(run)滑油(you)中(zhong)金屬(shu)顆粒(li)比較(jiao)多，會明顯影響軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)壽命(ming)，因此需(xu)要采用特殊的(de)(de)熱處理(li)工(gong)藝(yi)，使滾(gun)道表面存在壓應(ying)力(li)，降低滾(gun)道對(dui)顆粒(li)雜質的(de)(de)敏感(gan)程度，提(ti)高軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)壽命(ming)。同時還(huan)需(xu)要根據軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)(de)工(gong)況條件，對(dui)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)結(jie)構進(jin)行優化，改進(jin)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)加工(gong)工(gong)藝(yi)，進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)(de)性能指標。

4、發電機軸承

發電機軸(zhou)(zhou)承采(cai)用圓柱(zhu)滾子(zi)軸(zhou)(zhou)承和深溝球(qiu)軸(zhou)(zhou)承。要通過(guo)對(dui)這兩種軸(zhou)(zhou)承的(de)(de)結構設計、加工(gong)工(gong)藝方法改進、生產(chan)過(guo)程(cheng)清潔度控制及相關(guan)組件的(de)(de)優選來降低軸(zhou)(zhou)承振動的(de)(de)噪(zao)聲，使軸(zhou)(zhou)承具(ju)有良好的(de)(de)低噪(zao)聲性能。

從主(zhu)軸到(dao)發電機所用軸承(cheng)統稱為(wei)(wei)傳動(dong)系統軸承(cheng)，這些軸承(cheng)從結(jie)構型式上看大多為(wei)(wei)標準軸承(cheng)，所不同的(de)是(shi)，為(wei)(wei)了保證高可(ke)靠(kao)性，除在(zai)材(cai)料和(he)(he)熱處理方面有一些特殊要(yao)求外，還需要(yao)采用其他關鍵技(ji)術。例如，鋼(gang)材(cai)質(zhi)量控(kong)制(zhi)技(ji)術和(he)(he)控(kong)制(zhi)措施(shi)；轉盤(pan)軸承(cheng)套(tao)圈表面淬火(huo)硬度(du)(du)以及有效硬化層(ceng)深度(du)(du)的(de)控(kong)制(zhi)，淬火(huo)裂紋的(de)防止；圓(yuan)錐滾子(zi)軸承(cheng)及圓(yuan)柱滾子(zi)軸承(cheng)球基面與擋邊(bian)接觸位置(zhi)和(he)(he)形狀(zhuang)的(de)優(you)(you)化；調(diao)心滾子(zi)軸承(cheng)內圈、滾子(zi)和(he)(he)外圈工作面硬度(du)(du)和(he)(he)粗糙度(du)(du)匹(pi)配的(de)優(you)(you)化；套(tao)圈和(he)(he)滾動(dong)體(ti)的(de)無損探傷(shang)；殘余奧氏(shi)體(ti)含(han)量的(de)最佳控(kong)制(zhi)等。

風電軸承的選擇

從近幾年我公司風電機組運行情況看，因為軸承問題引起的故障和損壞的情況逐步增多。根據近3年的維修統(tong)計數據(ju)，共更換各種變(bian)速箱軸承43套，主軸(zhou)軸(zhou)承10套。其中，更(geng)(geng)換的變速箱軸(zhou)承中輸出軸(zhou)和二(er)級平(ping)行軸(zhou)軸(zhou)承更(geng)(geng)換數量偏高，占90.6%。所(suo)以選(xuan)擇軸(zhou)承(cheng)的質量非常重要。我們(men)在軸(zhou)承(cheng)的選(xuan)用上(shang)也曾走(zou)過(guo)彎(wan)路。針對2012年軸(zhou)(zhou)承損(sun)壞(huai)增多的情況，也基于國(guo)內軸(zhou)(zhou)承廠家生產(chan)水平的提高(gao)和(he)供貨周期比較短的考(kao)慮，曾一度選用(yong)(yong)國(guo)產(chan)某品(pin)(pin)牌的軸(zhou)(zhou)承。但事(shi)與愿違，新換上(shang)的軸(zhou)(zhou)承不到一年就出(chu)現了問題，為了省一點購買軸(zhou)(zhou)承的費用(yong)(yong)反而帶來了更多的損(sun)失(shi)。痛定思痛，我們(men)又改用(yong)(yong)了進口(kou)品(pin)(pin)牌軸(zhou)(zhou)承。我們(men)選用(yong)(yong)軸(zhou)(zhou)承的標準首先考(kao)慮產(chan)品(pin)(pin)的可靠(kao)性(xing)，其次(ci)考(kao)慮供貨周期和(he)售后保障(zhang)，第三考(kao)慮性(xing)價比。現在選用(yong)(yong)的軸(zhou)(zhou)承主要是SKF和FAG的(de)(de)產品，雖然價格偏(pian)高(gao)，但(dan)是運行可靠性也(ye)(ye)比較高(gao)。隨著(zhu)中國(guo)風電事業的(de)(de)發展，市(shi)場增(zeng)長(chang)很快，因此(ci)也(ye)(ye)帶(dai)動(dong)了配(pei)件(jian)市(shi)場的(de)(de)競爭(zheng)，國(guo)外(wai)知名品牌(pai)的(de)(de)軸承價格也(ye)(ye)出現了明顯下降的(de)(de)局面，在國(guo)內(nei)產品不盡如人意(yi)的(de)(de)情況(kuang)下，國(guo)外(wai)名牌(pai)軸承價格下行無疑對風電企業來說也(ye)(ye)是利好。