风电机组中的风电轴承

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1、Equipment&Materials装备材料风电机组中的风电轴承我国风电轴承与国外差距较大，材料是主要因素，其次为风电轴承设计、工艺水平和工艺装备。■冯琴/上海三门科技有限公司张先鸣/上海申光高强度螺栓有限公司轴承是国民经济的战略物资，装备制造业的关键基础件。轴承属于风电机组的核心零部件。风电轴承的范围涉及从叶片、主轴和偏航所用的轴承，到齿轮箱和发电机中所用的高速轴承。总体来说，轴承是风力机械中的薄弱部位。特别是用于齿轮箱、主轴和发电机上的大轴承，是造成某些型号风电机组的主要故障之一。目前，用于风电机组的轴承由球面滚子轴承、滚珠轴承和旋转枢轴轴承组成。下表列出了轴承在风电机组不同部件中的具体

2、应用。表轴承在风电机组中的具体应用轴承类型与其相配套的部件球面滚子轴承主轴、齿轮箱荷生产，仍然供不应求，进口轴承单价几乎平均上涨了1单/双排大直径圆锥滚子轴承主轴、齿轮箱倍，合同交货周期长达1～2年。但目前，偏航轴承和变圆筒形滚柱轴承主轴、齿轮箱、发电机桨轴承的产能已出现过剩状态，价格大幅度降低，与2008滚球轴承发电机旋转枢轴轴承偏航、变桨年相比，国产偏航轴承和变桨轴承的降价幅度已高达20%～40%。风电轴承，由于其所使用的环境恶劣、安装维修维近3年来，国产风电轴承逐渐形成了规模化、系列化护不便，使其对轴承零件的质量要求更严格。为此，不生产，主要企业有瓦轴、天马、洛轴、徐州罗特艾德以及仅要求

3、轴承具有足够的强度和承载能力，还要求其寿命大冶轴等，还有轴研科技、方圆支承、上海联合和西北长(一般要求20年)，安全可靠，运行平稳，且润滑、防轴等，不仅满足了国内的需求，而且也成为国外一些风腐及密封性能良好。根据其同时承受轴向载荷、径向载电设备厂家的采购渠道。荷和冲击载荷的受力特点，由于涉及多学科，要特别注风电机组中偏航轴承和变桨轴承的技术门槛相对较意制造轴承零件所用材料的优选、材料质量控制、工艺低，而主轴轴承和增速器轴承的技术含量较高，发电机措施以及特大型轴承寿命等关键技术的研究和应用。轴承基本上为成熟的通用产品。因此，目前国内风电轴承企业的产能主要集中在偏航轴承和变桨轴承上，3MW1市场需

4、求与生产能力以下风电机组配套轴承均可批量生产，国产替代率已达由于20年免维护的使用寿命要求，对风电轴承的需到80%以上，年产能已达4.5万套以上；但对主轴轴承和求主要是主机配套市场，基本上没有维修市场。增速器轴承，基本还是依靠进口，只有部分企业初步介2006年以前，我国风电机组市场配套轴承大部分都入，尚处于研制阶段。是进口，价格昂贵，交货周期长，在2007年更为突出，由国际上著名风电轴承公司主要有德国RotheErde(罗于风电轴承需求旺盛，世界著名风电轴承厂商尽管满负特艾德)、法国Rollix(劳力氏)、瑞典SKF、德国Schaeffer2010年第11期·69装备材料Equipment&M

5、aterials(舍弗勒)、美国Timken和日本NSK等，在全球市场占据锥圆柱及球面滚子；直径＞22mm的轴承零件。统治地位。SKF、Schaeffer和Timken等还与国内风电主主轴轴承在国产真空脱气钢质量尚存一定差距的情机企业签订了战略联盟关系，全面供应配套风电轴承。况下，采用电渣重熔渗碳钢ZG20Cr2Ni4A制造，适用有效厚度≥20mm及直径≥70mm轴承套圈和滚子，渗碳2材料层深度2.5～5.0mm，最高工作温度≤120℃。材料的好坏是决定风电轴承的最重要因素，我国风电轴承与国外差距，材料是主要因素，其次为风电轴承3热处理设计、工艺水平和工艺装备。尽管我们制定了JG/T10705

6、轴承钢交货状态大多为球化退火态，以便轴承企业－2007《滚动轴承风力发电机轴承》和修订了GB/T18254进行切削加工。轴承钢的球化退火时间很长，耗时耗能。－2002《高碳铬轴承钢》标准，对其中碳化物、偏析、含将轧制变形或锻造变形过程与球化退火工艺相结合，可氧量和夹杂物等要求有所提升，但受制于国内钢企冶炼以显著促进渗碳体的球化过程且得到较为细小的渗碳体技术和成本等因素，完全实施仍有很大难度。颗粒；应加强形变诱导渗碳体球化原理与工艺技术的研随着真空脱气的广泛应用，我国轴承钢的含氧量控究与发展运用。制方面有很大提高，已接近国外水平。但在碳化物均匀多年研究与生产结果表明，淬火加热时控制奥氏体性、网状

7、碳化物控制、夹杂物控制等方面仍有较大差距，中碳含量在0.5%左右(质量分数)，既可获得足够高的淬这就造成国内风电轴承质量先天不足，风电轴承的寿命、火基体硬度，又可保证有足够体积分数的合金渗碳体阻可靠性及一致性逊色国外产品。止奥氏体晶粒长大，且0.5%左右(质量分数)碳含量的马风电轴承有几种类型几十种规格，材料有十几种，每氏体具有明显的板条特征，因而具有较高的韧塑性，由种材料都有其特点和最佳使用条件