浅析转盘轴承在风电领域应用

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1、第1期(总第131期)机械管理开发2013年2月No．1(SUMNo．131)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTFeb．2013浅析转盘轴承在风电领域的应用宁文钢，朱少辉(太原重工技术中心，山西太原030024)摘要：主要介绍了转盘轴承在风电领域的应用，转盘轴承的主要组成部分以及在设计、安装和使用过程中应该注意的事项，以期为工程设计人员在以后的设计过程中提供一定的参考。关键词：风电；转盘轴承；注意事项中图分类号：TH133．3文献标识码：A文章编号：1003—773X(2013)01—0083-030引言1转盘轴承主要组成部分近几年，转盘轴承作为一

2、种回转支撑结构出现在1．1套圈越来越多的大型机械设备中，如大型的回转机床、海上转盘轴承有内套圈和外套圈，套圈的材料一般优钻井平台、港机、汽车吊、雷达、坦克、风力发电机组等先选用42CrMo、5CrMnMo、50Mn分别对应的标准为等。也成为大型机械设备重要的连接环节，尤其在风GB，T3077、GB／T1299、GB／T699，也可以选用具有力发电机组中，是变桨和偏航系统的必要组成部分。同等性能的材料加工制造，但性能都不能低于以上几风力发电机组通常运行在野外、戈壁、山头等恶劣的环种材料。调质状态硬度为210～260HB，正火状态硬度境里，因此安装费用昂贵，过程繁琐，而且对风力发电为1

3、80240HB，风力发电机组上硬度要求会更高一机组要求也有较高的稳定运行能力。而转盘轴承的使些，对于常温型风力发电机组做一2O℃冲击功要求不用情况直接影响到整机的运行平稳性，而且在设计选小于27J，对低温型风力发电机组需要做一4O℃冲击功用、制造、安装和维护过程中，都要根据具体使用情况试验。内外套圈之间有一圈滚道，滚道是整个转盘轴严格按照相关标准执行，努力做到设计合理化、运行稳承最薄弱的环节，滚道需淬火处理达到相应的硬度和定化、寿命最大化。本文针对转盘轴承在风电领域的深度来抗击磨损及防止滚道剥落，其淬硬层深度及硬应用及其注意事项加以浅析，希望能为风力发电机组度可按照标准JB／T23

4、00中的规定。的设计、安装及维护人员提供一定参考。1．2滚动体转盘轴承的种类很多，应用在风力发电机组中主转盘轴承的滚动体位于内、外套圈之间，实现内外要有单排四点接触球式和双排四点接触球式两种。其圈相对旋转，主要承受风载荷产生的倾覆力矩的作中单排四点接触球式转盘轴承结构紧凑、重量轻、钢球用。滚动体的材料通常选用GCrl5及GCrl5SiMn，硬度与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力、径向力和倾值见表1，同时应满足标准GB／T308或GB／T18254。翻力矩，成本低、综合性能较高，通常用于风电偏航轴表1转盘轴承的硬度参考表承如图1。双排四点接触球式转盘轴承使用寿命长，球公称直径D／r

5、am超过到成品钢球硬度HRC承载能力强，允许磨损量大，对安装基座要求不高，常被用于风电变桨轴承，在大MW风力发电机组中有时3061～66也被选用偏航轴承如图2。此外还有双排异径球式、305059～64单排交叉滚柱式、三排滚柱式等形式，交叉滚子式转盘5058～64轴承，虽然精度高、寿命较长，动载荷容量较高，但对基1．3齿轮座刚性和精度有要求较高，且滚子与滚道在接触时很表2齿轮有效硬化层深度(mm)容易发生边缘效应，考虑到风力发电机组受外载荷较『m6≤>一l2>l2～l8>l8—25复杂，安全系数要求较高以及成本等因素，都很少在风I^齿面≥1．2≥2．2≥3．2≥4．O机上使用。齿根≥

6、O．6≥1．2≥1．5≥2．O转盘轴承与其他轴承最大的区别就是带有传动齿轮，当转盘轴承与驱动齿轮为外啮合时，齿轮加工在外套圈上，当驱动齿轮与转盘轴承为内啮合时，齿轮被加一工在内套圈上。齿轮为标准直齿渐开线圆柱齿轮，通常有变位系数，齿轮模数应符合GB／T1357，齿轮精度按GB，T10095中规定执行，需淬火的齿轮根据实际图1单排四点接触图2双排四点接触球式转盘轴承球式转盘轴承需要分为齿面淬火、齿根淬火和全齿淬火，淬火部位的收稿日期：2012—09—14作者简介：宁文钢(1986一)，男，辽宁丹东人，助工，本科，从事机械设计工作。·83·第1期(总第131期)机械管理开发2013年2

7、月表面硬度一般为50—6OHRC，有效层深度OS(硬度≥振动特性等，为此JB／T2300---1999、JG／T66-1999、40HRC表层深度)如表2。JB10705卅等标准都对转盘轴承游隙作了明确要求，1．4密封圈风电中的偏航轴承和变桨轴承通常要求零游隙或是稍密封圈材料用SNT7453型丁腈橡胶，同时满足微负游隙来提高轴承的承载能力，降低疲劳度。转盘HG／T2811的规定。虽然丁腈橡胶是最常用的耐油轴承齿轮与变桨减速机或偏航减速机的齿轮啮合间材料，质优价廉，并有