風力發電機組通常分為雙饋,直驅和半直驅等類型。各種軸承廣泛用于風力發電機組中。其中使用軸承數量最多,類型最全的是傳統的雙饋式風機,風力渦輪機最多可使用32套電機軸承。因此,軸承的選擇對于確保風力發電機組的安全穩定運行非常重要。
風力發電機組都安裝在高風沙高濕度的地區。風電電機軸承的工作條件非常惡劣,溫度,濕度和負載變化的范圍變化很??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,變速箱軸承需要在啟動和制動過程中承受巨大的沖擊載荷,而風機變速箱軸承在低速啟動時也需要低摩擦力矩和高運行靈活的特點。
風力發電機組軸承通常分為以下類型:偏航軸承,變槳軸承,主軸軸承,變速箱軸承和發電機軸承。技術要求因軸承類型而異。
1.偏航軸承和變槳軸承
通常使用總成設計,使用單排四點接觸轉盤軸承或雙排四點接觸轉盤軸承,應滿足以下技術要求:
根據風機軸承的受力特性,偏航軸承采用小游隙,變槳軸承采用零游隙或“負間隙”設計的四點接觸球軸承,溝道應經過特殊設計和加工以承受較大的軸向載荷和力矩載荷。應選擇組件中偏航齒輪的適當材料,模量,齒面輪廓和硬度,以確保主動齒輪的壽命匹配。同時,必須采取有針對性的熱處理措施以提高齒面強度,以使軸承具有良好的耐磨性和抗沖擊性。
由于風機暴露在野外,因此對軸承的密封性能有嚴格的要求。必須優化軸承的密封形式,以確保軸承的壽命與風扇的壽命相同。風扇安裝在超過50m甚至數百米的高度,安裝和拆卸成本非常高。因此,它們必須具有高可靠性。通常,需要20年的使用壽命。另外,軸承結構復雜,因此對設計和制造的要求很高。
2.主軸軸承
主軸軸承通常是調心滾子軸承。也可以使用具有大錐角雙列圓錐滾子軸承。大多數葉輪主軸由兩個調心滾子軸承支撐。由于葉輪主軸上的負載非常大,并且軸很長且容易變形,因此軸承必須具有良好的自調心性能。
3.齒輪箱軸承
齒輪箱軸承的類型很多,包括深溝球軸承,圓柱滾子軸承,滿滾子圓柱滾子軸承,雙列圓錐滾子軸承,調心滾子軸承,推力調心滾子軸承和四點接觸球軸承。
齒輪箱中的軸承主要由齒輪箱中的齒輪油潤滑。潤滑油中有許多金屬顆粒,顯然會影響軸承壽命。因此,需要特殊的熱處理工藝以使滾道表面具有壓應力并減小滾道對顆粒雜質的敏感性以提高軸承壽命。同時,還需要根據軸承的工作條件優化軸承結構,改善軸承加工工藝,進一步提高軸承的性能指標。
4.發電機軸承
發電機軸承使用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。必須通過兩個軸承的結構設計,加工工藝的改進,生產過程的清潔度的控制以及相關部件的優化來降低軸承振動的噪聲,從而使軸承具有良好的低噪聲性能。
從主軸到發電機的軸承統稱為傳動系統軸承。這些軸承在結構類型上大多是標準軸承。區別在于,為了確保高可靠性,除了在材料和熱處理方面的一些特殊要求外,他們還需要使用其他關鍵技術。例如,鋼鐵質量控制技術和控制措施;控制轉盤軸承套圈表面的淬火硬度和有效硬化層的深度,防止淬火裂紋;球基面與圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承的肋的接觸位置和形狀的優化;優化調心滾子軸承的內圈,滾子和外圈工作表面的硬度和粗糙度匹配;套圈和滾動體的無損檢測;殘余奧氏體含量的最佳控制等。
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