風力發電機專用軸承詳解

1. 風機軸承技術要點分析
　　1.1 偏航軸承總成（660PME047）
　　偏航軸承總成是風機及時追蹤風向變化的保證。風機開始偏轉時，偏航加速度ε將產生沖擊力矩M=Iε（I為機艙慣量）。偏航轉速Ω越高，產生的加速度ε也越大。由于I非常大，這樣使本來就很大的沖擊力成倍增加。另外，風機如果在運動過程中偏轉，偏航齒輪上將承受相當大的陀螺力矩，容易造成偏航軸承的疲勞失效。
　　根據風機軸承的受力特點，偏航軸承采用“零游隙"設計的四點接觸球軸承，溝道進行特別設計及加工，可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。偏航齒輪要選擇合適的材料、模數、齒面輪廓和硬度，以保證和主動齒輪之間壽命的匹配。同時，要采取有針對性的熱處理措施，提高齒面強度，使軸承具有良好的耐磨性和耐沖擊性。
　　風機暴露在野外，因此對該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，對軸承的密封性能進行模擬試驗研究，保證軸承壽命和風機壽命相同。風機裝在40m的高空，裝拆費用昂貴，因此必須有非常高的可靠性，一般要求20年壽命，再加上該軸承結構復雜，因此在裝機試驗之前必須進行計算機模擬試驗，以確保軸承設計參數無誤。
　　1.2 風葉主軸軸承（24044CC）
　　風葉主軸由兩個調心滾子軸承支承。由于風葉主軸承受的載荷非常大，而且軸很長，容易變形，因此，要求軸承必須有良好的調心性能。
　　確定軸承內部結構參數和保持架的結構形式，使軸承具有良好的性能和長壽命。
　　1.3 變速器軸承
　　變速器中的軸承種類很多，主要是靠變速箱中的齒輪油潤滑。潤滑油中金屬顆粒比較多，使軸承壽命大大縮短，因此需采用特殊的熱處理工藝，使滾道表面存在壓應力，降低滾道對顆粒雜質的敏感程度，提高軸承壽命。同時根據軸承的工況條件，對軸承結構進行再優化設計，改進軸承加工工藝方法，進一步提高軸承的性能指標。
　　1.4 發電機軸承
　　發電機軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。通過對這兩種軸承的結構設計、加工工藝方法改進、生產過程清潔度控制及相關組件的優選來降軸承振動的噪聲，使軸承具有良好的低噪聲性能。
　　1.5 軸承裝機試驗技術研究
　　軸承安裝后的實際性能不僅與軸承自身性能有關，而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關，因此，要對軸承安裝時的配合形式、安裝中心的對中性進行研究，使軸承在實際使用中能夠得到較好的工作性能。
　　2. 風機軸承技術現狀
　　目前，國內開發生產的風機軸承主要是變速器軸承和電機軸承，但性能和壽命還達不到要求。因此，90％左右的變速器軸承和電機軸承仍然依賴進口。偏航軸承總成和風葉主軸軸承總成還在研制之中，國內除洛軸、瓦軸等大型國有企業有少量試制外，很少有廠家生產，基本屬空白。
　　風機軸承開發研制中，存在的主要技術難點是實現長壽命所需的密封結構和潤滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術、特殊保持架設計和加工制造方法等。國內目前的技術水平與先進水平相比存在較大差距，但近幾年來我國的一些研究單位在這些方面已經取得了一些突破性的研究成果，這必須將加速風機軸承國產化的進程。

1. 風機軸承技術要點分析
　　1.1 偏航軸承總成（660PME047）
　　偏航軸承總成是風機及時追蹤風向變化的保證。風機開始偏轉時，偏航加速度ε將產生沖擊力矩M=Iε（I為機艙慣量）。偏航轉速Ω越高，產生的加速度ε也越大。由于I非常大，這樣使本來就很大的沖擊力成倍增加。另外，風機如果在運動過程中偏轉，偏航齒輪上將承受相當大的陀螺力矩，容易造成偏航軸承的疲勞失效。
　　根據風機軸承的受力特點，偏航軸承采用“零游隙"設計的四點接觸球軸承，溝道進行特別設計及加工，可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。偏航齒輪要選擇合適的材料、模數、齒面輪廓和硬度，以保證和主動齒輪之間壽命的匹配。同時，要采取有針對性的熱處理措施，提高齒面強度，使軸承具有良好的耐磨性和耐沖擊性。
　　風機暴露在野外，因此對該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，對軸承的密封性能進行模擬試驗研究，保證軸承壽命和風機壽命相同。風機裝在40m的高空，裝拆費用昂貴，因此必須有非常高的可靠性，一般要求20年壽命，再加上該軸承結構復雜，因此在裝機試驗之前必須進行計算機模擬試驗，以確保軸承設計參數無誤。
　　1.2 風葉主軸軸承（24044CC）
　　風葉主軸由兩個調心滾子軸承支承。由于風葉主軸承受的載荷非常大，而且軸很長，容易變形，因此，要求軸承必須有良好的調心性能。
　　確定軸承內部結構參數和保持架的結構形式，使軸承具有良好的性能和長壽命。
　　1.3 變速器軸承
　　變速器中的軸承種類很多，主要是靠變速箱中的齒輪油潤滑。潤滑油中金屬顆粒比較多，使軸承壽命大大縮短，因此需采用特殊的熱處理工藝，使滾道表面存在壓應力，降低滾道對顆粒雜質的敏感程度，提高軸承壽命。同時根據軸承的工況條件，對軸承結構進行再優化設計，改進軸承加工工藝方法，進一步提高軸承的性能指標。
　　1.4 發電機軸承
　　發電機軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。通過對這兩種軸承的結構設計、加工工藝方法改進、生產過程清潔度控制及相關組件的優選來降軸承振動的噪聲，使軸承具有良好的低噪聲性能。
　　1.5 軸承裝機試驗技術研究
　　軸承安裝后的實際性能不僅與軸承自身性能有關，而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關，因此，要對軸承安裝時的配合形式、安裝中心的對中性進行研究，使軸承在實際使用中能夠得到較好的工作性能。
　　2. 風機軸承技術現狀
　　目前，國內開發生產的風機軸承主要是變速器軸承和電機軸承，但性能和壽命還達不到要求。因此，90％左右的變速器軸承和電機軸承仍然依賴進口。偏航軸承總成和風葉主軸軸承總成還在研制之中，國內除洛軸、瓦軸等大型國有企業有少量試制外，很少有廠家生產，基本屬空白。
　　風機軸承開發研制中，存在的主要技術難點是實現長壽命所需的密封結構和潤滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術、特殊保持架設計和加工制造方法等。國內目前的技術水平與國外水平相比存在較大差距，但近幾年來我國的一些研究單位在這些方面已經取得了一些突破性的研究成果，這必須將加速風機軸承國產化的進程。