風(fēng)電軸承是一種特殊的軸承，使用環(huán)境惡劣，維護(hù)成本高，使用壽命長(zhǎng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承主要包括偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、齒輪箱軸承和發(fā)電機(jī)軸承。即:變槳軸承、偏航軸承和傳動(dòng)系統(tǒng)軸承(主軸和變速箱軸承)。偏航軸承(回轉(zhuǎn)軸承)一套，變槳軸承(回轉(zhuǎn)軸承)三套(兆瓦級(jí)以下部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)為不可調(diào)葉片，不需要變槳軸承)，發(fā)電機(jī)軸承三套(深溝球軸承、圓柱滾子軸承)，主軸軸承兩套(調(diào)心滾子軸承)，共九套。另外還有變速箱軸承，變速箱有三種結(jié)構(gòu)形式。第一種形式需要15套軸承，第二種形式需要18套軸承，第三種形式需要23套軸承。這樣，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承的平均數(shù)量為27套。風(fēng)力發(fā)電機(jī)用軸承的結(jié)構(gòu)形式主要有四點(diǎn)接觸球軸承、交叉滾子軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、深溝球軸承等。偏航軸承安裝在塔架與機(jī)艙的連接處，俯仰軸承安裝在每個(gè)葉片根部與輪轂的連接處。

風(fēng)力軸承的分類(lèi)

風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)軸承大致可分為三類(lèi)，即:偏航軸承、俯仰軸承和傳動(dòng)系統(tǒng)軸承(主軸和齒輪箱軸承)。偏航軸承安裝在塔架與機(jī)艙的連接處，俯仰軸承安裝在每個(gè)葉片根部與輪轂的連接處。每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)備使用一套偏航軸承和三套變槳軸承(一些兆瓦級(jí)以下的風(fēng)力渦輪機(jī)是不可調(diào)節(jié)的葉片，因此變槳軸承是不必要的)。

1.風(fēng)力軸承的編碼方法

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航、變槳軸承的編碼方法采用JB/T 10471—2004中轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的編碼方法，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航、變槳軸承中有雙列四點(diǎn)接觸球軸承轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，JB/T 10471—2004中沒(méi)有規(guī)定該結(jié)構(gòu)軸承的編碼，因此本標(biāo)準(zhǔn)中增加了雙列四點(diǎn)接觸球軸承轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的編碼。由于單排四點(diǎn)接觸滾珠轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的結(jié)構(gòu)型式代碼用01表示，而結(jié)構(gòu)型式代碼02表示雙排變徑滾珠轉(zhuǎn)盤(pán)軸承結(jié)構(gòu)，所以規(guī)定03表示雙排四點(diǎn)接觸滾珠轉(zhuǎn)盤(pán)軸承結(jié)構(gòu)。

2.風(fēng)力軸承技術(shù)要求

2.1材料

根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，偏航和俯仰軸承套圈材料選用42CrMo，熱處理采用整體調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)后硬度為229HB—269HB，滾道部分表面淬火，淬火硬度為55 HRC—62 HRC。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航和俯仰軸承受力復(fù)雜，軸承的沖擊和振動(dòng)較大，要求軸承既能承受沖擊，又能承受較大載荷。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)壽命要求20年，軸承安裝成本高，所以要求偏航、俯仰軸承壽命也要達(dá)到20年。這樣軸承套圈基體的硬度為229HB-269HB，可以承受沖擊而不發(fā)生塑性變形。同時(shí)，滾道部分的表面淬火硬度達(dá)到55HRC-62HRC，可提高接觸疲勞壽命，從而保證軸承的長(zhǎng)壽命。

2.2低溫沖擊能量

本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)偏航和俯仰轉(zhuǎn)臺(tái)軸承套圈低溫沖擊能量的要求如下:—20℃時(shí)的20℃Akv不小于27J，冷態(tài)時(shí)的Akv可與用戶協(xié)商確定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)可能工作在極其寒冷的地區(qū)，環(huán)境溫度低至-40℃，軸承的工作溫度在-20℃左右。軸承必須能夠承受低溫下的大沖擊載荷。因此，要求軸承套圈的材料必須經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行低溫沖擊能量試驗(yàn)，軸承套圈的一部分應(yīng)制成樣品或與套圈具有相同性能和熱處理?xiàng)l件的樣品，沖擊能量試驗(yàn)應(yīng)在-20℃進(jìn)行。

2.3軸承齒圈

由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承的傳動(dòng)精度不高，齒圈直徑較大，齒輪模數(shù)也較大，因此，GB/T 10095.2-2001中一般要求齒輪的精度等級(jí)為9級(jí)或10級(jí)。但由于工作狀態(tài)下小齒輪與軸承齒圈之間的沖擊，軸承齒圈的齒面要進(jìn)行淬火，小齒輪齒面的硬度一般為60HRC?？紤]等壽命設(shè)計(jì)，齒輪齒面淬火硬度不低于45HRC。

2.4間隙

偏航和俯仰軸承對(duì)間隙有特殊要求。與偏航軸承相比，變槳軸承的沖擊載荷相對(duì)較大，風(fēng)吹在葉片上，因此要求變槳軸承的間隙為零間隙或稍負(fù)間隙，這樣在振動(dòng)的情況下可以減少軸承的微動(dòng)磨損。偏航軸承需要較小的間隙值，即0-501 ~ m，另外，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的偏航和俯仰軸承轉(zhuǎn)動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，所以要保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)在負(fù)間隙或小間隙狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)軸承。因此，軸承組裝后需要在空載荷下測(cè)量起動(dòng)摩擦扭矩，具體扭矩值根據(jù)主機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不同而變化。

2.5防腐處理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備在野外工作，部分偏航和俯仰軸承暴露在外，會(huì)被空氣污染，軸承基體在高濕度環(huán)境下會(huì)被腐蝕。因此，外露的偏航和俯仰軸承需要進(jìn)行表面防腐處理，一般是鍍鋅處理。根據(jù)要求，鍍鋅層外應(yīng)進(jìn)行油漆保護(hù)處理。

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