风力发电轴承

1、从2005年至2010年，中国的风电市场呈现高速增长，每年装机量几近翻番。截止到2011年底，中国的风电总装机量已经在全球排名第一。风力发电机作为清洁能源的发电设备，会经历各种环境的多重考验，如何确保风力发电机组的正常运行，除了和设计、材料、制造、安装、维护等因素有关，润滑所起的作用不容忽视。文中重点介绍了风力发电机组变桨/偏航轴承的润滑要求及配套润滑脂的选择和测试方法。变桨轴承的工作原理是当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动来改变叶片的迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，从而控制叶片的升力，达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。偏航轴承的工作原理是将风向仪的风速与机舱位置夹角输入

2、到主控，主控计算得出偏航角度。偏航电机开始工作时，一般由4个偏航电机通过偏航减速箱带动偏航轴承旋转，从而带动整个机舱旋转。不偏航时由偏航刹车片通过液压制动来刹车，使风机机舱不至于晃动，以准确对风。变桨/偏航轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动也比较大，因此要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求变桨/偏航轴承寿命也要达到20年。偏航轴承一般采用四点接触球轴承结构。变桨轴承一般采用双排四点接触球轴承结构。FAG轴承创造风力发电机主轴轴承支撑的新理念 (2010/06/05 08:58)目录： 公司动态 浏览字体：大中小舍弗勒集团展

3、示了应用于风力发电机主轴轴承支撑的新概念产品，该产品由具有角度调整装置的圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承组成。该解决方案可对电机主轴进行特别精确的轴向引导。这就意味着轴的位移和振动效果可以显著降低。该解决方案集合了圆锥滚子轴承作为定位轴承和圆柱滚子轴承作为浮动轴承的卓越特性；轴承座的设计可以通过要求的角度调节补偿轴承位置之间的不同心。目前的大游隙调心滚子轴承截至到目前，采用两个调心滚子轴承分别作为定位和浮动轴承做为主轴轴承的轴承支撑，这两个轴承有分别的轴承座。调心滚子轴承能够调节轴的不对中，并能够承受大的径向、轴向载荷，这些载荷在风力发电机里都很典型。但是，这种轴承布置意味着在定位轴承侧要有大的径向

4、游隙。这就导致高的轴向游隙，其6-7倍高于径向间隙。如果是低速高轴向载荷，比如，突然一阵风刮来，调心滚子轴承将沿轴向运动，这就带来滚动体和滚道之间的滑动运动，时间久了，这种运动会损坏轴承。轴向位移必须通过位于浮动轴承一侧轴承座来实现。这会大大增加作用于轴承上的力。主轴上理想的定位和浮动轴承基于圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承新解决方案可以预防调心滚子轴承上的大轴向游隙。X型或O型排列的双列圆锥滚子轴承是最理想的定位轴承。它们可以设置很小的游隙或是预载。轴承滚动体各列的接触角被调整到最佳状态，与载荷相匹配。两列滚动体的载荷分布也更均匀。轴承支撑了作用在主轴上的大的轴向力，而不会有侧滑运动。防止了对滚动

5、轴承的损害，可以对轴和电机进行精密引导。双列圆柱滚子轴承作为最好的浮动轴承被使用在主轴的第二个轴承位置处。径向的内部间隙在此能够被降低。圆柱滚子的各列载荷分布更为均匀。 轴向的长度补偿不再通过轴承座实现，而是通过轴承里面的滚动体，这就意味着轴承承担的载荷要更低。角度误差的补偿为了补偿轴偏斜，轴承布置处需要一个角度调整装置。传统的解决方案中通常用一个调心滚子轴承来实现。如果使用这种新的圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承，静态角度误差能够通过在外圈和轴承座之间的调心面得到补偿。两个轴承外圈都有一个球形外表面，与轴承座的凹型座孔相配合。调心表面可以互相滑动，就象在球面关节轴承中一样。表面涂层可以改善滑动特性

6、并防止摩擦腐蚀。新主轴轴承解决方案将在2010年胡苏姆风能展上首次面世。计算和模拟试验已经完成，全面的测试运行将在年中开始。诸多知名的风力发电机生产商已经对这个新轴承解决方案显示出兴趣。2011年第二季度将开始批量生产。启动摩擦力矩是轴承在启动时所产生的力矩，它与轴承的尺寸、结构、润滑脂以及安装的对中误差等有关，轴承尺寸越大、润滑脂粘度越高，启动力矩就越大；对中误差越大，启动力矩也越大。预紧力是为保证轴承运转时不产生打滑和增加轴承的刚度而对轴承轴向施加的一个轴向力（通常是轴向力）。合适的预紧力能有效增加轴承的刚度、减小振动和噪音、以及防止轴承运转时滚子打滑产生擦伤引起的轴承问题。预紧力越大，产生的预紧力矩越大，因此，过大