风电转盘轴承的设计.pdf

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1、第4期(总第185期)机械工程与自动化NO．42014年O8月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NAug．文章编号：1672-6413(2014)04—0100—02风电转盘轴承的设计贾文强(太原重工技术中心，山西太原030024)摘要：针对转盘轴承在风力发电机组中的使用情况，对转盘轴承的各组成部分进行了分析，并总结了转盘轴承在风力发电机组上使用过程中常见的故障及注意事项，以期为风力发电机组设计人员今后的设计提供一定的参考。关键词：风力发电机组；转盘轴承；设计中图分类号：TH133．31文献标识码：A0引言机组要求对套圈做一2O

2、℃冲击功试验，低温型风力发风力发电机组通过吸收风能，将风能转化为机械电机组要求套圈做一4O℃冲击功试验，但实际操作能，机械能又转化为电能的形式实现风力发电。风力中，均要求对转盘轴承套圈做一4O℃冲击功试验，3发电机组通过主传动系统、变桨系统和偏航系统的互组平均值不小于27J，单组试验值不得小于19J。热相配合完成风能的转化工作。主传动系统主要包括主处理后要对套圈进行探伤，绝不允许套圈内部出现过轴、增速齿轮箱、联轴器、发电机及主机架等；变桨系统烧、白点及内裂等缺陷。主要包括轮毂、变桨轴承、变桨电机和变桨减速机等；加工完成后应对套圈外露表面进行防腐处理，通偏航

3、系统主要包括偏航轴承、偏航电机、偏航减速机及常采取喷砂完后热喷锌的方法进行防腐处理，如果风偏航制动盘等。其中变桨轴承及偏航轴承都为转盘轴力发电机组位于海边等腐蚀严重的工作环境中，必须承，是风力发电机组完成变桨及偏航最核心的机械部要求防腐等级达到C4甚至C5，否则按防腐等级C3件，因此对风电转盘轴承进行充分的分析和了解，对于执行。从事风电事业的机械工作人员具有重要意义。1．2滚道1转盘轴承的组成内外套圈之间有一圈滚道，滚道配合滚动体承受转盘轴承的结构如图1所示。并传递外部扭矩及倾覆力矩，无论从加工工艺的难易上密封圈齿轮内圈外圈程度，还是受力的复杂角度来说，滚

4、道都是转盘轴承最(薄弱的环节。据统计转盘轴承在使用中98的损坏I来自滚道的损坏，尤其是风力发电机组上应用的转盘1轴承，受力复杂且尺寸较大，因此对滚道加工后的热处下密封圈理有较高的要求。国内标准JB／T2300—1999规定，图1转盘轴承的结构滚道淬硬层深度由滚动体直径决定，硬度达到48HRC1．1套圈以上的表层深度h值见表1。转盘轴承套圈的材料一般采用42CrMo、表1滚遒淬硬层深度mm5CrMnMo和50Mn，国内风电转盘轴承套圈材料以42CrMo为主，调质处理后，抗拉强度不得小于800Il至：!J至：!I至!：l至!：IMPa，屈服强度不小于550MP

5、a，硬度为210HB~260由于风力发电机组中使用的转盘轴承尺寸都很HB，正火状态硬度为180HB～240HB，在风力发电大，通常滚道加工完后需淬火处理，其表面硬度要求达机组中，对转盘轴承套圈的硬度要求会更高一些，最高到55HRC～60HRC，淬硬层深度不小于5mm，为保可达到300HB左右。通常情况下，常温型风力发电证2O年的使用寿命，在以上规定的基础上可根据实际收稿日期：20l3～11—13；修回日期：2014—01—18作者简介：贾文强(1970一)，男，山西太原人，高级工程师，本科，现从事起重运输与风力发电研究。2014年第4期贾文强：风电转盘轴承

6、的设计·lO1·情况及相关经验适当调整相关参数以满足实际要求，杂质和腐蚀性气体等进入。但有些情况下也选用单双抗击磨损及防止滚道剥落。唇密封圈混用，如图1偏航轴承下侧密封圈采用双唇1．3滚动体密封圈，上侧采用单纯密封圈，以便废油及时排出，内转盘轴承的滚动体位于内、外套圈之间，在滚道内驱形式的偏航，溢出的润滑脂也可以再次对内圈齿轮运行，主要与滚道配合传递风载荷产生的倾覆力矩。进行润滑。密封圈的寿命一般为5年～7年，因此在滚动体的材料通常选用GCrl5及GCrl5SiMn，标准设计时，必须考虑有足够的空间更换密封圈。维护人GB／T308中选用高碳铬轴承钢，其硬度

7、值见表2(仅员在日常维护过程中应按照维护说明书定期检查密封供参考)。圈的使用情况，特别是在温差较大地区，橡胶密封唇更表2滚动体硬度值易因老化而丧失密封性。同时还要防止太阳光直接射钢球公称直径D(ram)在密封圈上，以免密封圈过早地老化。一经发现密封大于小于成品钢球硬度(HRC)圈有错位或断裂现象，出现润滑油大量外流时，应及时3061～66将其复位或更新，确保没有硬杂质进入滚道，对滚道和305059～645O58～64滚珠造成磨损。1．6润滑1．4齿轮风力发电机组上用的转盘轴承都是运行在低速重转盘轴承与其他轴承最大的区别就是带有传动齿载的工况下，润滑不好时滚

8、动体与滚道之间金属表面轮，当转盘轴承与驱动齿轮为外啮合时，齿轮2~