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在五月的最后一天，中國風電行業(yè)認證體系歷經(jīng)3年籌備，終于取得實質(zhì)性進展。作為主要的起草單位之一，舍弗勒就風力發(fā)電機組的核心零部件——主軸滾動軸承更是給出了許多想法和經(jīng)驗。
那么問問大家，你了解風力發(fā)電機主軸及其支承軸承嗎？今天我們就來簡單介紹一下吧!
風力發(fā)電機發(fā)電時，風輪將風能轉(zhuǎn)換為機械能，低速轉(zhuǎn)動的風輪通過傳動系統(tǒng)由增速器變速箱增速，將動力傳遞給發(fā)電機進行發(fā)電。傳動系統(tǒng)將風力發(fā)電機的葉片與發(fā)電機聯(lián)系起來，一般傳動系統(tǒng)的構成部件包括輪轂、主軸、主軸軸承、固定單元、齒輪箱和聯(lián)軸器。
風力發(fā)電機組的主軸又稱低速軸或葉輪軸，主軸從葉輪傳遞扭矩到傳動系的其他零部件。風力發(fā)電機主軸通常采用回火硬化鋼鍛造而成，軸端加工成凸緣以保證與螺栓的連接，并采取噴丸處理。
主軸前軸承的安裝位置位于轉(zhuǎn)子輪轂后，后軸承位于增速箱前，與推力軸承配合使用。主軸的安裝與水平面成大約4°的夾角。
主軸軸承承受的力主要包括風葉及輪轂的重量、主軸自重、主軸軸承的支承力、推力軸承的止推力、風通過風葉及輪轂作用在主軸的力，因而主軸軸承主要承受徑向力，也受部分由于風力而產(chǎn)生的軸向力。主軸軸承受力狀況較為復雜，隨著風力的變化而變化，且會產(chǎn)生振動,所以其所受載荷難以精確計算，因此只能對軸承所受載荷進行估算。通常根據(jù)幾種工況條件下的載荷、轉(zhuǎn)速及時間比來確定軸承的平均當景載荷。
由于受力狀況以及軸的變形的影響，風力發(fā)電機的主軸軸承必須有良好的調(diào)心性能,因而常用風力發(fā)電機都使用球面滾子軸承作為主軸軸承。球面滾子軸承允許軸承在運轉(zhuǎn)時內(nèi)、外圈有輕微的偏斜和錯位。雖然一般傾斜角不大（一般約0.5°），已可以保證在風力發(fā)電機主軸與軸承座之間任何的安裝都不會產(chǎn)生邊緣集中應力損傷軸承。但球面滾子軸承應于風力發(fā)電機的主軸軸承也不是沒有任何問題，由于主軸安裝與地面間有傾斜角度的存在,因而主軸軸承容易發(fā)生鎖死現(xiàn)象，造成主軸軸承的早期失效，因而目前國外已有公司著手采用圓錐滾子軸承作為風力發(fā)電機主軸軸承，如FAG公司就開發(fā)了采用滲碳鋼的雙列圓錐滾子軸承。
風力發(fā)電機主軸軸承安裝在數(shù)十米島的高空中，其吊裝和更換極為不便,且成本較高，因此同樣對軸承的壽命和可靠性提出了很高的要求，一般要求主軸軸承無故障運轉(zhuǎn)13萬小時以上，可靠度在95%以上。這也是行業(yè)標準對于傳動系統(tǒng)的材質(zhì)要求較高的一個主要原因。
