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風電軸承的分類與要求
分類: 知識 發(fā)布時間:2019-09-16 15:25:51

風力發(fā)電機組一般分雙饋式、直驅(qū)式和半直驅(qū)式等,各種軸承被廣泛應用于風力發(fā)電機組中,應用軸承數(shù)量最多且類型最全的當屬傳統(tǒng)雙饋式風機,一臺風力發(fā)電機組應用軸承最多可達32套。所以選好軸承對保證風電機組的安全穩(wěn)定運行非常重要。

  風力發(fā)電機組都安裝在野外風沙或者濕度比較大的地區(qū),風電軸承的工況條件非常惡劣,需要承受的溫度、濕度和載荷變化的范圍很大。特別是偏航和變槳軸承需要承受較大的軸向力和傾覆力矩,變速箱軸承需要承受在啟動和制動時巨大的沖擊載荷,同時還要求風機變速箱軸承在低速啟動時具備低摩擦力矩和高運轉(zhuǎn)靈活性的特點。

  風力發(fā)電機組軸承一般分為以下幾種:偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、變速箱軸承和發(fā)電機軸承。根據(jù)軸承類型不同,技術要求也不同。

1、偏航、變槳軸承
  這類軸承一般都是總成設計,采用單排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承或雙排四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承,應該符合如下技術要求:


四點接觸球軸承

  根據(jù)風機軸承的受力特點,偏航軸承都采用小游隙,變槳軸承采用零游隙或者“負游隙”設計的四點接觸球軸承,溝道要進行特別設計及加工,可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。總成中的偏航齒輪要選擇合適的材料、模數(shù)、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。
  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(yōu)化設計,以保證軸承壽命和風機壽命相同。風機都裝在50m以上甚至上百米的高空,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,因此對設計制造的要求極高。
2、主軸軸承

  主軸軸承一般為調(diào)心滾子軸承,亦有采用大錐角雙列圓錐滾子軸承的,大多數(shù)葉輪主軸是由兩個調(diào)心滾子軸承支承。由于葉輪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(diào)心性能。

雙列圓錐滾子軸承

3、齒輪箱軸承

  齒輪箱軸承數(shù)量多,種類也多,包含深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滿滾子圓柱滾子軸承、雙列圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承以及四點接觸球軸承。

  齒輪箱中的軸承主要是靠齒輪箱中的齒輪油潤滑,潤滑油中金屬顆粒比較多,會明顯影響軸承壽命,因此需要采用特殊的熱處理工藝,使?jié)L道表面存在壓應力,降低滾道對顆粒雜質(zhì)的敏感程度,提高軸承壽命。同時還需要根據(jù)軸承的工況條件,對軸承結構進行優(yōu)化,改進軸承加工工藝,進一步提高軸承的性能指標。

4、發(fā)電機軸承
  發(fā)電機軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。要通過對這兩種軸承的結構設計、加工工藝方法改進、生產(chǎn)過程清潔度控制及相關組件的優(yōu)選來降低軸承振動的噪聲,使軸承具有良好的低噪聲性能。

  從主軸到發(fā)電機所用軸承統(tǒng)稱為傳動系統(tǒng)軸承,這些軸承從結構型式上看大多為標準軸承,所不同的是,為了保證高可靠性,除在材料和熱處理方面有一些特殊要求外,還需要采用其他關鍵技術。

  例如,鋼材質(zhì)量控制技術和控制措施;轉(zhuǎn)盤軸承套圈表面淬火硬度以及有效硬化層深度的控制,淬火裂紋的防止;圓錐滾子軸承及圓柱滾子軸承球基面與擋邊接觸位置和形狀的優(yōu)化;調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈、滾子和外圈工作面硬度和粗糙度匹配的優(yōu)化;套圈和滾動體的無損探傷;殘余奧氏體含量的最佳控制等。


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