风电轴承 什么是风电轴承

风电轴承是一种特殊的轴承，使用环境恶劣，维护成本高，使用寿命长。风力发电机轴承主要包括偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承。即:变桨轴承、偏航轴承和传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承(回转轴承)一套，变桨轴承(回转轴承)三套(兆瓦级以下部分风力发电机为不可调叶片，不需要变桨轴承)，发电机轴承三套(深沟球轴承、圆柱滚子轴承)，主轴轴承两套(调心滚子轴承)，共九套。另外还有变速箱轴承，变速箱有三种结构形式。第一种形式需要15套轴承，第二种形式需要18套轴承，第三种形式需要23套轴承。这样，风力发电机组轴承的平均数量为27套。风力发电机用轴承的结构形式主要有四点接触球轴承、交叉滚子轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、深沟球轴承等。偏航轴承安装在塔架与机舱的连接处，俯仰轴承安装在每个叶片根部与轮毂的连接处。

风力轴承的分类

风力涡轮机的风力涡轮机轴承大致可分为三类，即:偏航轴承、俯仰轴承和传动系统轴承(主轴和齿轮箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与机舱的连接处，俯仰轴承安装在每个叶片根部与轮毂的连接处。每个风力涡轮机设备使用一套偏航轴承和三套变桨轴承(一些兆瓦级以下的风力涡轮机是不可调节的叶片，因此变桨轴承是不必要的)。

1.风力轴承的编码方法

风力发电机组偏航、变桨轴承的编码方法采用JB/T 10471—2004中转盘轴承的编码方法，但风力发电机组偏航、变桨轴承中有双列四点接触球轴承转盘轴承，JB/T 10471—2004中没有规定该结构轴承的编码，因此本标准中增加了双列四点接触球轴承转盘轴承的编码。由于单排四点接触滚珠转盘轴承的结构型式代码用01表示，而结构型式代码02表示双排变径滚珠转盘轴承结构，所以规定03表示双排四点接触滚珠转盘轴承结构。

2.风力轴承技术要求

2.1材料

根据该标准，偏航和俯仰轴承套圈材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分表面淬火，淬火硬度为55 HRC—62 HRC。由于风力发电机组偏航和俯仰轴承受力复杂，轴承的冲击和振动较大，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，轴承安装成本高，所以要求偏航、俯仰轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体的硬度为229HB-269HB，可以承受冲击而不发生塑性变形。同时，滚道部分的表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可提高接触疲劳寿命，从而保证轴承的长寿命。

2.2低温冲击能量

本标准对偏航和俯仰转台轴承套圈低温冲击能量的要求如下:—20℃时的20℃Akv不小于27J，冷态时的Akv可与用户协商确定。风力发电机可能工作在极其寒冷的地区，环境温度低至-40℃，轴承的工作温度在-20℃左右。轴承必须能够承受低温下的大冲击载荷。因此，要求轴承套圈的材料必须经过调质处理后进行低温冲击能量试验，轴承套圈的一部分应制成样品或与套圈具有相同性能和热处理条件的样品，冲击能量试验应在-20℃进行。

2.3轴承齿圈

由于风力发电机轴承的传动精度不高，齿圈直径较大，齿轮模数也较大，因此，GB/T 10095.2-2001中一般要求齿轮的精度等级为9级或10级。但由于工作状态下小齿轮与轴承齿圈之间的冲击，轴承齿圈的齿面要进行淬火，小齿轮齿面的硬度一般为60HRC。考虑等寿命设计，齿轮齿面淬火硬度不低于45HRC。

2.4间隙

偏航和俯仰轴承对间隙有特殊要求。与偏航轴承相比，变桨轴承的冲击载荷相对较大，风吹在叶片上，因此要求变桨轴承的间隙为零间隙或稍负间隙，这样在振动的情况下可以减少轴承的微动磨损。偏航轴承需要较小的间隙值，即0-501 ~ m，另外，由于风力发电机的偏航和俯仰轴承转动是由驱动电机驱动的，所以要保证驱动电机在负间隙或小间隙状态下驱动轴承。因此，轴承组装后需要在空载荷下测量起动摩擦扭矩，具体扭矩值根据主机驱动系统的不同而变化。

2.5防腐处理

风力发电机组设备在野外工作，部分偏航和俯仰轴承暴露在外，会被空气污染，轴承基体在高湿度环境下会被腐蚀。因此，外露的偏航和俯仰轴承需要进行表面防腐处理，一般是镀锌处理。根据要求，镀锌层外应进行油漆保护处理。

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