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什么是风电轴承?风电轴承的分类

2023-04-07

什么是风电轴承?

近十年来,风力发电作为一项可再生的绿色环保新型洁净能源,受到了各国的高度重视,得到了长足的发展。

风力发电机常年在野外工作,工况条件比较恶劣,温度、湿度和轴承载荷变化很大,风速最高可达23m/s,有冲击载荷,因此要求轴承有良好的密封性能和润滑性能、耐冲击、长寿命和高可靠性,发电机在2~3级风时就要启动,并能跟踪风向变化,所以轴承结构需要进行特殊设计以保证低摩擦、高灵敏度,大型偏航轴承要求外圈带齿。

风力发电机用轴承主要包括:偏航轴承总成、风叶主轴轴承、变速器轴承、发电机轴承等,轴承的结构形成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。

风电轴承

风电轴承的分类

1、偏航轴承总成

偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。风机开始偏转时,偏航加速度E将产生冲击力矩M=IE(I为机舱惯量)。偏航转速d越高,产生的加速度6也越大。由于I非常大,这样使本来就很大的冲击力成倍增加。另外,风机如果在运转过程中偏转,偏航齿轮上将承受相当大的陀螺力矩,容易造成偏航轴承的疲劳失效。

根据风机轴承的受力特点,偏航轴承采用"零游隙"设计的四点接触球轴承,沟道进行特别设计及加工,可以承受大的轴向载荷和力矩载荷。偏航齿轮要选择合适的材料、模数、齿面轮廓和硬度,以保证和主动齿轮之间寿命的匹配。同时,要采取有针对性的热处理措施,提高齿面强度,使轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。

风机暴露在野外,因此对该轴承的密封性能有着严格的要求,必须对轴承的密封型式进行优化设计,对轴承的密封性能进行模拟试验研究,保证轴承寿命和风机寿命相同。风机装在40m的高空,装拆费用昂贵,因此必须有非常高的可靠性,一般要求20年寿命,再加上该轴承结构复杂,因此在装机试验之前必须进行计算机模拟试验,以确保轴承设计参数无误。

2、风叶主轴轴承

风叶主轴由两个调心滚子轴承支承。由于风叶主轴承受的载荷非常大,而且轴很长,容易变形,因此,要求轴承必须有良好的调心性能。确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式,使轴承具有良好的性能和长寿命。

3、变速器轴承

变速器中的轴承种类很多,主要是靠变速箱中的齿轮油润滑。润滑油中金属颗粒比较多,使轴承寿命大大缩短,因此需采用特殊的热处理工艺,使滚道表面存在压应力,降低滚道对颗粒杂质的敏感程度,提高轴承寿命。同时根据轴承的工况条件,对轴承结构进行再优化设计,改进轴承加工工艺方法,进一步提高轴承的性能指标。

4、发电机轴承

发电机轴承采用圆柱滚子轴承和深沟球轴承。通过对这两种轴承的结构设计、加工工艺方法改进、生产过程清洁度控制及相关组件的优选来降低轴承振动的噪声,使轴承具有良好的低噪声性能。

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