13-风力发电机主轴轴承密封失效解决办法

风力发电机用轴承大致可以分为三类

风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 1代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB／T10471—2004中没有规定，因此，在本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构。 2技术要求 2．1材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。 2．2低温冲击功 本标准对偏航、变桨转盘轴承套圈低温冲击功要求：—20℃Akv不小于27J，冷态下的Akv值可与用户协商确定。风力发电机可能工作在极寒冷的地区，环境温度低至—40吧左右，轴承的工作温度在—20~C左右，轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载荷，因此，要求轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验，取轴承套圈上的一部分做成样件或者是与套圈同等性能和相同热处理条件下的样件，在—20~C环境下做冲击功试验。 2．3轴承齿圈 由于风力发电机轴承的传动精度不高，而且齿圈直径比较大，齿轮模数比较大，因此，一般要求齿轮的精度等级按GB／T10095．2---2001中的9级或者10级。但是由于工作状态下小齿轮和轴承齿圈之间有冲击，因此，轴承齿圈的齿面要淬火，小齿轮齿面硬度一般在60HRC，考虑到等寿命设计，大齿轮的齿面淬火硬度规定为不低于45HRC。 2．4游隙 偏航、变桨轴承在游隙方面有特殊的要求。相对于偏航轴承，变桨轴承的冲击载荷比较大，风吹到叶片上震动也大，所以要求变桨轴承的游隙应为零游隙或者稍微的负游隙值，这

风力发电机的分类

1,风力发电机按叶片分类。 按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。 （1）水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点；叶片旋转空间大，转速高。适合于大型风力发电厂。水平轴风力发电机组的发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高。到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。 （2）垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于；发电效率高，对风的转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强（可抗12-14级台风），启动风速小维修保养简单。垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定；另外，国内外大量的案例证明，水平式的风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故。 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机。 凡属轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计。这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶，不易调整平衡。还很容易使系统发生共振，倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳，将会使叶片或心轴发生断裂。因此设计多为轴心不对称的奇数片扇叶设计。对于轴心不对称的奇数片扇叶，这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中。包括家庭使用的电风扇都是3个叶片的，叶片形状是鸟翼型（设计术语），这样的叶片流量大，噪声低，符合流体力学原理。所以绝大多数风扇都是三片叶的。三片叶有较好的动平衡，不易产生振荡，减少轴承的磨损。降低维修成本。 按照风机接受风的方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型。 上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。 而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。 2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列。 （1）小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机。 （2）中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机。 （3）大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机。 （4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。 3,按功率调节方式分类。可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和 独立变桨型风力发电机。 （1）定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化。依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。

风力发电机简述

风力发电机简述 日益加剧的世界能源危机和环境恶化问题，迫使人类在能源使用方式和能源使用类型选择上做出改变。节能减排、开源节流，发展低碳化经济等一系列体现环境友好的政策陆续出台。在世界范围内掀起了以保护环境，促进人类可持续发展为特征的新能源产业运动。其中，以风能为能源来源的风力发电产业在近期发展迅速，成为新能源产业里发展最具产业性、系统性、商业性的产业。本文将简要介绍风力发电机的发展历史和水平轴风力发电机原理与技术。 一、风力发电概念 1.1相关概念 风能是指：地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。简单地说，风能就是“风" 所蕴藏的能量。由定义可以知道它包含六层含义：第一，风能是太阳能的一种形式；第二风能是一种动能；第三风能的分布是全球性的；第四，风能是一种自然界本身自有的既存的能量形式；第五，是不排放污染物的清洁能源；第六，是可以再生的能源。对风能进行界定最重要的结论莫过于其是一种可利用的清洁的资源。亦即，风能是可以持续利用的与自然环境“友好”的自然资源。 风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中以风力发电为主要的利用方式。以风能作动力其实就是利用风的运动带动机械装置实现人类生产和生活目的。风力发电则是将风的动能转化成电能的形式。风力发电机也就是将风能转化成电能的装置。 1.2 风能利用的优势 风能利用具有巨大的优势，主要表现在以下几点： （1）风力资源非常丰富； （2）风力资源是清洁型，节约型能源； （3）风能是一种便宜的能源； （4）风能对土地的占用率极小； （5）风能非常安全； （6）内陆地区的风能利用能带来更好的经济效益； （7）风能利用的巨大优势； （8）风能技术有广泛的适用性； （9）风能技术对于发展中国家来说是比较理想的； （10）风能的利用是一种先进技术的利用； （11）风能的发展增加就业机会； （12）风力发电机有非常好的可靠性。 1.3 风能利用的局限 虽然风能是一种可以利用的自然界白生能源，但其自然属性不因人类的科技技术能力的提升的而有改变，人类对风能的利用只是在无限的了解其自然属性。因其自然属性之下生成的利用风能困难的表现：第一，时间与地点相异的条件下，太阳辐射强弱不一导致气压差大小的多变，因而使得风的流动快慢不一，表现在：风速不稳定，产生的能量大小不稳定，这种不稳定性是人力无法改变的。第二，太阳辐射的“全球性”反而成为了风能利用的极大限制因素。地球表面的地貌状况是千变万化的，太阳辐射产生的气流运动因地理状况而存在差异。适合人类生存的地理环境不一定会有丰富的风能，且一般情况下风能资源丰富的地区是不适合人类聚居的。故而风能全球性分布的价值性因风能自然属性与人类社会发展相冲突大

浅谈风力发电机专用的轴承(20200521122350)

浅谈风力发电机专用的轴承 风力发电机常年在野外工作，工况条件比较恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大， 风速最高可达23m/s，有冲击载荷，因此要求轴承有良好的密封性能和润滑性能、耐冲 击、长寿命和高可靠性，发电机在2-3级风时就要启动，并能跟随风向变化，所以轴承结 构需要进行特殊设计以保证低摩擦、高灵敏度，大型偏航轴承要求外圈带齿，因此轴承设 计、材料、制造、润滑及密封都要进行专门设计。 1. 风机轴承技术要点分析 1.1 偏航轴承总成（660PME047） 偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。风机开始偏转时，偏航加速度ε将产 生冲击力矩M=Iε（I为机舱惯量）。偏航转速Ω越高，产生的加速度ε也越大。由于I非常大，这样使本来就很大的冲击力成倍增加。另外，风机如果在运动过程中偏转，偏航齿 轮上将承受相当大的陀螺力矩，容易造成偏航轴承的疲劳失效。 根据风机轴承的受力特点，偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，沟道进行 特别设计及加工，可以承受大的轴向载荷和力矩载荷。偏航齿轮要选择合适的材料、模 数、齿面轮廓和硬度，以保证和主动齿轮之间寿命的匹配。同时，要采取有针对性的热处 理措施，提高齿面强度，使轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。 风机暴露在野外，因此对该轴承的密封性能有着严格的要求，必须对轴承的密封形式 进行优化设计，对轴承的密封性能进行模拟试验研究，保证轴承寿命和风机寿命相同。风 机装在40m的高空，装拆费用昂贵，因此必须有非常高的可靠性，一般要求20年寿命，再加上该轴承结构复杂，因此在装机试验之前必须进行计算机模拟试验，以确保轴承设计参 数无误。 1.2 风叶主轴轴承（24044CC） 风叶主轴由两个调心滚子轴承支承。由于风叶主轴承受的载荷非常大，而且轴很长， 容易变形，因此，要求轴承必须有良好的调心性能。 确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式，使轴承具有良好的性能和长寿命。 1.3 变速器轴承 变速器中的轴承种类很多，主要是靠变速箱中的齿轮油润滑。润滑油中金属颗粒比较 多，使轴承寿命大大缩短，因此需采用特殊的热处理工艺，使滚道表面存在压应力，降低 滚道对颗粒杂质的敏感程度，提高轴承寿命。同时根据轴承的工况条件，对轴承结构进行 再优化设计，改进轴承加工工艺方法，进一步提高轴承的性能指标。 1.4 发电机轴承 发电机轴承采用圆柱滚子轴承和深沟球轴承。通过对这两种轴承的结构设计、加工工 艺方法改进、生产过程清洁度控制及相关组件的优选来降轴承振动的噪声，使轴承具有良 好的低噪声性能。 1.5 轴承装机试验技术研究

风力发电机轴承内齿圈的新标准

风力发电机轴承内齿圈的新标准 每台风力发电机设备用一套偏航轴承内齿圈和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承。 风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承内齿圈和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 一、代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB／T10471—2004中没有规定，因此，在

本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构的内齿圈。 二、技术要求 1、材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承内齿圈寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。

风力发电机轴电压轴电流的研究。

风力发电机轴电压轴电流对轴承影响及防范措施 摘要：风力发电机轴承失效频繁发生,在研究应用条件和调查轴承失效的基础上,基本确认了造成轴承失效的根本原因:双馈感应发电机变频驱动所导致的轴承过电流和相应的电腐蚀及润滑、磨损等。本文概述分析了轴电压轴电流产生的原理和造成的危害，详述了对轴电压的抑制措施，并在风电场推广应用，实践验证了轴电流抑制技术的有效性。 关键词：风力发电；轴承；轴电流；解决方案 Wind turbine generator shaft voltage and shaft current on the bearing and preventive measures CHEN Guo-qiang，CHEN Guo-zhong，XXX Shen Hua Ji Tuan Guo Hu(TongLiao)Wind power Abstract：Bearing failures of windturbine generator are occurring frequently. Based on application studies and bearing investigations main root causes have been identified: electrical current passage, electrical erosion respectively, due to frequency converter supply of doubly-fedinduction generator sand lubrication and wear related problems.This paper analyzed the cause of shaft voltage and shaft current and its related harm in doubly-fed wind turbine architecture. Measures to suppress the shaft voltage and shaft current are detailed and put into practice in pilot wind farms. The effectiveness of the measures are approved by field data. Key words:wind power generation；Bearing；Shaft current；The solution 一、研究背景 xx风电场，装有56台华锐SL1500机组，于2015年1月并网发电，在运行的2年中由于发电机轴承的损坏给机组正常运行产生了严重的影响，造成一定的经济损失。经统计2013年共计更换发电机驱动侧轴承19次，年损坏率达28%，更换非驱动侧轴承22次，年损坏率达33%，造成直接和间接经济损失近百万元，因此，研究发电机轴承的损坏原因并提出改进措施显得尤为重要。 二、研究目的

风力发电机的组成部件及其功用

风力发电机的组成部件及其功用 风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的机电设备。风力发电机通常由风轮、对风装置、调速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它的各主要组成部件及其工作情况。图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。 图3-3-4 小型风力发电机示意图 1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控制/逆变器 图3-3-5 中大型风力发电机示意图 1—风轮；2—变速箱；3—发电机；4—机舱；5—塔架。 1 风轮 风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。其作用是捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。

风轮一般由叶片（也称桨叶）、叶柄、轮毂及风轮轴等组成（见图3-3-6）。叶片横截面形状基本类型有3种（见图第二节的图3-2-3）：平板型、弧板型和流线型。风力发电机的叶片横截面的形状，接近于流线型；而风力提水机的叶片多采用弧板型，也有采用平板型的。图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构。 图3-3-6 风轮 1.叶片 2.叶柄 3.轮毂 4.风轮轴 图3-3-7 叶片结构 （a）、(b)—木制叶版剖面； (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面； (e) —铝合金等弦长挤压成型叶片；(f)—玻璃钢叶片。 木制叶片（图中的a与b）常用于微、小型风力发电机上；而中、大型风力发电机的叶片常从图中的（c）→（f）选用。用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦长的。叶片的材质在不

风力发电机齿轮箱振动测试方法

风力发电机组齿轮箱振动测试与分析 唐新安谢志明王哲吴金强 摘要对齿轮箱做振动测试和分析，通过模式识别找到齿轮箱损坏时呈现的特性，为齿轮箱故障诊断提供依据。 关键词风力发电机组齿轮箱振动分析故障诊断 中图分类号 TH113. 21 文献标识码 A 我国风电场中安装的风力发电机组多为进口机组。因为在恶劣环境下工作，其损坏率高达40%～50%。随着清洁能源的普及，齿轮箱的故障诊断和预知维修已迫在眉睫。本文就齿轮箱的故障诊断作一些探索性研究。 一、齿轮箱振动测试 采用北京东方所开发的DASP(Data Acquisition and SignalProcessing)测振系统，对某风电场4#、5#机组齿轮箱的不同测点（图1）做振动测试和分析，4#机组刚进行过检修运行正常作为对照机组，5#机组噪声异常为待检机组，对两机组齿轮箱的振动信号对比分析，判断存在故障。齿轮箱特征频率见表1。 表1 齿轮箱特征频率表 Hz

二、信号分析 1.统计分析 由统计表2、表3可看出，5#机组振动值明显偏大，尤其是5～10测点振动值基本上是4#机组相应测点的2倍以上。 表2 4#机组幅域统计表 m/s2 表2 5#机组幅域统计表 m/s2 5#机组概率分布及概率密度函数反映其时间序列分布范围较宽（图2），峭度系数（即四阶中心距）与4#机组的（图3）明显，同（若以4#机组为标准g=0，那么5#机组g=0），预示5#机组存在古障。

2.时域分析 通过时域分析（图4、图5），发现5#机组齿轮箱振动信号有明显异常．幅值转大，且 有明显的周期性，其频率约大20Hz 。

3.频坷分析 由图6可见，5#机组齿轮箱的频谱图既有调幅成分又有调频成分（调制频率对中心频率 的幅值不对称）。

风力发电轴承

从2005年至2010年，中国的风电市场呈现高速增长，每年装机量几近翻番。截止到2011年底，中国的风电总装机量已经在全球排名第一。 风力发电机作为清洁能源的发电设备，会经历各种环境的多重考验，如何确保风力发电机组的正常运行，除了和设计、材料、制造、安装、维护等因素有关，润滑所起的作用不容忽视。文中重点介绍了风力发电机组变桨/偏航轴承的润滑要求及配套润滑脂的选择和测试方法。 变桨轴承的工作原理是当风向发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动来改变叶片的迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，从而控制叶片的升力，达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。 偏航轴承的工作原理是将风向仪的风速与机舱位置夹角输入到主控，主控计算得出偏航角度。偏航电机开始工作时，一般由4个偏航电机通过偏航减速箱带动偏航轴承旋转，从

而带动整个机舱旋转。不偏航时由偏航刹车片通过液压制动来刹车，使风机机舱不至于晃动，以准确对风。 变桨/偏航轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动也比较大，因此要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求变桨/偏航轴承寿命也要达到20年。偏航轴承一般采用四点接触球轴承结构。变桨轴承一般采用双排四点接触球轴承结构。 FAG轴承创造风力发电机主轴轴承支撑 的新理念 (2010/06/05 08:58) 目录：公司动态 浏览字体：大中小

舍弗勒集团展示了应用于风力发电机主轴轴承支撑的新概念产品，该产品由具有角度调整装置的圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承组成。该解决方案可对电机主轴进行特别精确的轴向引导。这就意味着轴的位移和振动效果可以显著降低。该解决方案集合了圆锥滚子轴承作为定位轴承和圆柱滚子轴承作为浮动轴承的卓越特性；轴承座的设计可以通过要求的角度调节补偿轴承位置之间的不同心。 目前的大游隙调心滚子轴承 截至到目前，采用两个调心滚子轴承分别作为定位和浮动轴承做为主轴轴承的轴承支撑，这两个轴承有分别的轴承座。调心滚子

风力发电机主轴同轴度的测量

风力发电机主轴同轴度的测量 风机主轴是风力发电设备中的关键件之一，我公司充分利用特种钢冶炼、锻造、热处理、机械加工方面的优势，能够主产0.75~2.5MW多种型号的风力发电机主轴产品。钢种材料为 34CrNiMo6、42CrMoS4/42CrMo4，执行DINEN10083—3标准。 同轴度测量是在风力发电机主轴各要素测量工作中遇到的一个问题，用三坐标机（CMM）进行同轴度的检测测量结果精度高，并且重复性好，是首选的测量仪器。但由于风力发电机主轴图样存在短基准长距离的客观情况，因此能否准确地测量出其同轴度？在测量过程中应注意哪些问题？笔者针对这些问题做了一些分析。 1．情况简介 在国标中同轴度公差带的定义是指直径公差为值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。它有以下三种控制要素：①轴线与轴线。②轴线与公共轴线。③圆心与圆心。因此影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向，特别是轴线方向。 测量设备：海克斯康APLLO-IMAGE 25.50.18 三坐标测量机（CMM），其最大允许误差 P=7十7L/1000μm，测量软件：PC一DMIS。风力发电机主轴如图1所示。 测量过程：在端面建立坐标系后，依据图样，将相关图样理论按照自动特征需要填写到自动特征界面，选择同轴度测量，定义基准。测量基准需测量2层圆截面，取两个圆心构造空间线，用作基准轴；选择测量元素，需测量2层圆截面构造，进行同轴度评价。 PC一DMIS软件对同轴度的计算方法：为被测轴线到基准轴线的最大3D距离的两倍。对于圆柱几何量元素，其轴线是通过软件计算功能得到的虚拟轴线。软件仅计算虚拟轴线的两个端点到基准轴线的3D距离，其同轴度为两者间的最大值的两倍。 图2为风力发电机主轴图样。

风力发电机轴承

风力发电机专用轴承风力发电机用轴承大致可以分为三类，即：偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)。 代号方法 风力发电机偏航、变桨轴承代号方法采用了JB／T10471—2004中转盘轴承的代号方法，但是在风力发电机偏航、变桨轴承中出现了双排四点接触球式转盘轴承，而此结构轴承的代号在JB ／T10471—2004中没有规定，因此，在本标准中增加了双排四点接触球转盘轴承的代号。 风力发电机专用轴承 由于单排四点接触球转盘轴承的结构型式代号用01表示，而结构型式代号02表示的是双排异径球转盘轴承结构，因此规定03表示双排四点接触球转盘轴承结构。 技术要求

材料 本标准规定偏航、变桨轴承套圈的材料选用42CrMo，热处理采用整体调质处理，调质后硬度为229HB—269HB，滚道部分采用表面淬火，淬火硬度为55HRC-62HRC。由于风力发电机偏航、变桨轴承的受力情况复杂，而且轴承承受的冲击和振动比较大，因此，要求轴承既能承受冲击，又能承受较大载荷。 风力发电机主机寿命要求20年，轴承安装的成本较大，因此要求偏航、变桨轴承寿命也要达到20年。这样轴承套圈基体硬度为229HB-269HB，能够承受冲击而不发生塑性变形，同时滚道部分表面淬火硬度达到55HRC-62HRC，可增加接触疲劳寿命，从而保证轴承长寿命的使用要求。 低温冲击功 本标准对偏航、变桨转盘轴承套圈低温冲击功要求：—20℃Akv不小于27J，冷态下的Akv 值可与用户协商确定。 风力发电机可能工作在极寒冷的地区，环境温度低至—40吧左右，轴承的工作温度在—20~C左右，轴承在低温条件下必须能够承受大的冲击载荷，因此，要求轴承套圈的材料在调质处理后必须做低温冲击功试验，取轴承套圈上的一部分做成样件或者是与套圈同等性能和相同热处理条件下的样件，在—20~C环境下做冲击功试验。

风力发电机的轴承解决方案

风力发电机的轴承解决方案 来源：互联网作者：佚名发布时间： 2011-1-26 9:52:36 随着新能源应用的发展，作为新能源中开发较早的风能，在电网中占据了越来越大的比重。同时，越来越多的制造商开发了各种不同的风力发电机主机，为了增强其产品在市场上的竞争实力，从传动链设计的改进，到各种零部件不同功能的考虑，都成为风力发电机主机设计改进的不同考虑因素。 作为风力发电机的主要零部件轴承的选用一直是主机生产厂商最关心的问题，不论是轴承本身的设计，还是轴承配置的选择，都决定着风力发电机主机的运行性能及使用寿命。 由于风力发电机运行工况复杂，主机维修成本较高，保证其运行的可靠性，即风力发电机的使用寿命，一直都是困扰主机制造商的重要问题。其中轴承的应用对主机效率的影响极为重要。因此，基于风力发电机的复杂性，SKF专门为其并开发了一种特殊的轴承，即“Nautilus”轴承——一种具有特殊的大接触角的双列圆锥滚子轴承（图1）。 图1 SKF公司研发的Nautilus轴承 风力发电机主机轴承配置 传统的风力发电机轴承配置为双轴承支撑。根据风力发电机的工作原理，传动链通常采用如下设计：主轴、齿轮箱(增速箱)和发电机。在主轴上，采取双轴承的配置是比较传统且比较常用的形式，采用的轴承类型根据设计要求的不同而有所不同，但通常较为传统的轴承配置为球面滚子轴承配置或圆锥滚子轴承

配置。 双轴承配置的好处在于主轴轴承承受了大部分复杂的风力载荷，除扭矩外，基本上没有其他载荷会传递到传动链的齿轮箱里，给齿轮箱的设计带来了极大便利。但这种配置也有其自身的缺点，比如传动链较长，除主轴长度外，还要考虑主轴与齿轮箱连接的联轴器的长度。因此，在小功率的风力发电机中，这种配置比较常见。在大功率的风力发电机中，过长的传动链则意味着更大的体积以及更高的制造成本。 现最新的主轴轴承配置解决方案为单轴承支撑。随着风力发电机的发展，大功率风力发电机成为市场发展的趋势，较高的能量密度也成为各主机制造商争相追赶的目标，给轴承设计带来了极大挑战。 在大功率风力发电机里，要保证有足够的载荷能力承受较大的风力载荷。因此，主轴，包括轴承的尺寸势必要增大，而这必定会造成主机整体重量的增加，随之而来的则是主机相关部件，包括塔架等零部件制造成本的增加。那么是否有能够在提高风力发电机功率的同时还能减轻重量并降低整个风力发电机的制造成本呢？这成为主机厂商和零部件厂商所面临的日益紧迫的问题，因为成本的下降，意味着产品竞争能力的提高。基于以上种种目的，SKF专门为大功率风力发电机开发了大接触角的圆锥滚子轴承（图2）。 Nautilus轴承的突出特性

风力发电机的分类

,风力发电机按叶片分类. 按照风力发电机主轴地方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机. （）水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平地风力发电机. 水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机地优点；叶片旋转空间大，转速高.适合于大型风力发电厂.水平轴风力发电机组地发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高.到目前为止，用于发电地风力发电机都为水平轴，还没有商业化地垂直轴地风力发电机组. 资料个人收集整理，勿做商业用途 （）垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直地风力发电机.垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机地优点在于；发电效率高，对风地转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强（可抗级台风），启动风速小维修保养简单. 垂直轴与水平式地风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式地要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式地更加安全稳定；另外，国内外大量地案例证明，水平式地风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故.资料个人收集整理，勿做商业用途 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机. 凡属轴流风扇地叶片数目往往是奇数设计. 这是由于若采用偶数片形状对称地扇叶，不易调整平衡.还很容易使系统发生共振，倘叶片材质又无法抵抗振动产生地疲劳，将会使叶片或心轴发生断裂. 因此设计多为轴心不对称地奇数片扇叶设计.对于轴心不对称地奇数片扇叶，这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内地各种扇叶设计中.包括家庭使用地电风扇都是个叶片地，叶片形状是鸟翼型（设计术语），这样地叶片流量大，噪声低，符合流体力学原理.所以绝大多数风扇都是三片叶地.三片叶有较好地动平衡，不易产生振荡，减少轴承地磨损.降低维修成本.资料个人收集整理，勿做商业用途 按照风机接受风地方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型.资料个人收集整理，勿做商业用途 上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风. 而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置.但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片地气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低.资料个人收集整理，勿做商业用途 ,按照风力发电机地输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列. （）小型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机. （）中型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机. （）大型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机. 兆瓦级风力发电机是指发电机容量为以上地风力发电机. ,按功率调节方式分类.可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机. （）定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接，桨叶地迎风角度不随风速而变化.依靠桨叶地气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片地失速特性保持输入功率基本恒定.资料个人收集整理，勿做商业用途 （）变桨距调节：风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片攻角，保证输出功率在额定范围内.资料个人收集整理，勿做商业用途 （）主动失速调节：风速低于额定风速时，控制系统根据风速分几级控制，控制精度低于变桨距控制；当风速超过额定风速后，变桨系统通过增加叶片攻角，使叶片“失速”，限制风轮吸收功率增加资料个人收集整理，勿做商业用途 （）独立变桨控制风力机：由于叶片尺寸较大，每个叶片有十几吨甚至几十吨，叶片运行在不同地位置，受力状况也是不同地故叶片中立对风轮力矩地影响也是不可忽略地.通过对三个叶片进行独立地控制，可以大大减小风力机叶片负载地波动及转矩地波动，进而减小传动机构与齿轮箱地疲劳度，减小塔架地震动，输出功率基本恒定在额定功率附近.资料个人收集整理，勿做商业用途

风力发电机振动监测

风力发电机振动监测 发表时间：2018-06-21T10:26:49.693Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：孟永辉 [导读] 摘要：当前，风力发电已成为世界新能源发电中发展最迅速的行业，我国风电总装机容量已跃居世界第一。 （东方电气（天津）风电科技有限公司天津 300462） 摘要：当前，风力发电已成为世界新能源发电中发展最迅速的行业，我国风电总装机容量已跃居世界第一。但由于缺乏关键技术，盲目扩大风电场建设，加之环境恶劣，国产风电机组故障发生率明显高于国外，这不仅增加了风力发电机组维修费用，也大大降低了发电可靠性。开展风电机组的运行状态监测，可以提前发现设备运行隐患，实现风力发电机设备的计划检修，是降低生产维修成本、防止重大事故发生的有效措施。 关键词：风力发电机；振动监测；应用 引言 为满足风电市场高速增长需要，我国大批新型风力发电机组匆忙投入规模化生产运行，如此短的时间，不可能准确地检验机组的质量，考察运行可靠性，这无疑增加了生产技术风险和机组不正常运行导致的经济风险。另外，风电场所处的环境和气候条件恶劣，使发生故障的潜在可能性和方式也相应增加，一旦这些设备发生故障而失效，将造成巨大的经济损失。 1、风电机组在线振动状态监测系统 1.1系统构成 振动监测系统主要是在风力发电机组预先选定的位置安装振动传感器和转速传感器，传感器将其采集的信号通过带编织屏蔽电缆接入到1台智能采集单元，将处理完的数据通过无线网络发送到事先装有分析软件的服务器中，客户可通过多种方式登录服务器察看运行数据，以便进行深入分析。 1.2测点布置 对于风力发电机组的振动监测，主要集中在传动链上，而针对传动链，监测又主要集中在主轴、齿轮箱和发电机上。针对风力发电机组的特定应用，在主轴承、一级行星轮大齿圈处转速较低，需要选用低频加速度传感器，其他位置选用通用型加速度传感器。对于当前主流的两种齿轮箱类型，通用测量点布置要求如下：①两级行星，一级平行轴结构主轴前轴承1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向）、二级行星轮大齿圈1个（径向），齿轮箱低速轴输出端1个（径向）、齿轮箱高速轴输出端2个（轴向和径向）、发电机驱动端2个（轴向和径向）、发电机非驱动端1个（径向）。转速传感器安装在齿轮箱高速轴输出端位置。②一级行星，两级平行轴结构主轴承1个（径向）、齿轮箱输入轴1个（径向）、行星轮大齿圈1个（径向）、齿轮箱低速轴输出端1个（径向）、齿轮箱高速轴输出端2个（轴向和径向）、发电机驱动端2个（轴向和径向）、发电机非驱动端1个（径向）。转速传感器安装在齿轮箱高速轴输出端位置。 1.3分析功能描述 主要是通过测取齿轮箱、发电机的整体总振值，根据ISO10816标准评估总体设备状况。主要技术方法有：①采用频谱分析技术，对齿轮箱、发电机的平衡、对中、连接、齿轮啮合等状态进行评估。常规的频谱分析技术，皆采用“窄带报警”，在特定频段范围内进行幅值报警，借助人工进行分析。②采用时域分析技术，可以得到振动加速度、速度、位移、Crest峰值因子、峭度、歪度，以及4个等级的摩擦因子，连同预设的征兆匹配指标，按照ISO10816标准，综合在一张图表上，把复杂的人工分析变成简单的专家诊断结果。③采用频域征兆拟合技术，例如，对齿轮箱一级齿轮的啮合频率及边频进行拟合，对各级拟合值进行均方根运算，从而得到齿轮啮合的总征兆值，再根据ISO 标准，直接给出“绿、黄、红”专家评估。将振动时域分析与高效的征兆评估频域分析方法结合，可直接得到不平衡、不对中、松动、齿轮啮合不良、轴承外圈、内圈、滚动体、保持架故障等数十个征兆评估值及“绿、黄、红”状态，从而达到综合评估与智能诊断的目的。④变速变载的智能评判，由于风力发电设备工作在多种工况下，不能采取统一的评判标准，智能评估可采取变速变载分析技术，根据风速、转速、功率等参数进行相关性评估，智能调整评估标准，并做出归一化的评估值，从而得到可靠的分析结论。由以上功能描述可以看出，在线系统可以预测分析风力发电机组如下故障及征兆：动平衡、对中、轴承问题、齿轮啮合问题、轴弯曲、机械松动、共振问题。 2、风力发电机振动监测系统实施效果 目前，荣成、东台、呼伦贝尔风电场在线振动监测系统已经安装调试完成，试运行近半年，完成了系统软件的参数设置，如转速触发范围、加速度包络频谱的频宽范围、趋势数据和频谱图的保存时间间隔等；收集风机各部件（包括主轴、齿轮箱、发电机）振动的基础数据，了解风机在不同风况下运行时的振动数据趋势，为风机量身定做了振动预警和报警标准，达到逐步实现智能监测的目的。通过在线系统的监测，目前已发现个别风机存在一定的机械故障隐患。下面针对荣成风电场30106号风机的振动监测情况进行分析。 2.1主轴承 主轴承加速度包络频谱。主轴承加速度包络频谱显示运行时主轴承冲击能量平缓，未发现有故障频率，轴承情况良好，但在包络时域波形中有很弱的杂乱的冲击信号，应为润滑油中的杂质所产生，暂不影响设备的运行，应注意润滑维护。 2.2齿轮箱 齿轮箱高速轴输出端振动频谱。分析振动速度频谱，发现有轻微不对中征兆，均存在低于1倍与2倍峰值，但通过对发电机振动的分析，认为高速要定期润滑维护。轴不对中征兆是由发电机振动引起，需要进行后续跟踪确认。不对中对轴承状态影响较大，建议跟踪查看轴承的振动值趋势。 2.3发电机 2.3.1驱动端振动 从驱动端的振动频谱来看，1～6倍发电机转频处均存在峰值，且峰值相对较高，符合机械松动的征兆，表明发电机驱动端轴承处存在一定的磨损，为轴磨损或者轴承座磨损。整体振动值处于黄色预警期，可继续运行，但要经常跟踪振动变化趋势，需要定期润滑维护。 2.3.2非驱动端振动 从非驱动端的振动频谱来看，存在与驱动端相同的征兆，1～6倍发电机转频处均存在峰值，符合机械松动的征兆，表明发电机驱动端轴承处存在一定的磨损，为轴磨损或者轴承座磨损。在对风力发电机进行故障沴断方法的分析中，只是使用了常见的时域分析、频域分析以及共振解调分析。这些方法需要在实际的情况下相互结合使用，而不是单纯的使用一种，因为通常情况下故障的发生往往伴随着多个故

风力发电机后轴轴承更换作业指导书(修正)

风力发电机后轴轴承更换作业指导书 注：机舱作业注意事项见附件一 作业所使用工具见附件二 作业所使专用工具见附件三 具体作业流程如下： 一、发电机后轴承拆卸 1、进入风机前，在该检修机位后台由运行人员对该风机打维护；进入风机后，在塔底屏上使用维护钥匙打硬维护，顺时针旋转30°。 图一风机硬维护 2、登塔后，在机舱柜内断开208F5 24V电源（向下扳，高速轴刹车盘抱死），断开后检查高速后刹车盘确已抱死；在机舱柜内断开所有24V电源和400V电源（逆时针旋转90°），并挂“禁止合闸，有人工作”标示牌。 图一机舱柜24V电源

图二机舱柜400V电源 3、使用大十字起子拆卸发电机空空冷却器导风罩，使用17#开口扳手拆卸碳粉收集罩，拆卸后把电机空空冷却器导风罩妥善绑扎，把碳粉收集罩放于机舱底部，并使用盖板盖上孔 洞。 图一导风罩图二导风罩绑扎 图三收集罩

4、使用大一字拆卸编码器，10#开口拆卸编码器支架。 图一拆编码器 5、分别拆卸集电环罩左侧发电机转子接线盒端盖、右侧主碳刷侧端盖，后侧编码器侧端盖，三个端盖均使用13#开口扳手或电动套筒扳手；拔出主碳刷。 图一拆主碳刷侧端盖图二接线盒端盖图三拔主碳刷 6、使用24#开口扳手和套筒扳手拆卸空空冷却器与发电机连接接地线及连接螺栓，后使用千斤顶在发电机后端顶起空空冷却器，并用木块垫起。 图一拆地线、螺栓图二顶起冷却器图三垫起冷却器

7、使用24#开口扳手/套筒扳手/电动扳手拆卸发电机转子接线盒内转子进线电缆。 图一转子进线电缆 8、使用19#开口扳手拆卸主碳刷刷架上的转子侧电缆接线；拆掉主碳刷与接地碳刷信号线；使用12#开孔扳手拆卸轴承PT100。 图一转子进线电缆

风力发电机滑动轴承选型研究报告

风力发电机滑动轴承选型研究报告 2017年8月8日

目录 第一章滑动轴承概述 (4) 1.1 滑动轴承总体特点： (4) 1.1.1滑动轴承的优点 (5) 1.1.2滑动轴承的缺点 (6) 1.2 自润滑滑动轴承 (6) 1.3 油润滑滑动轴承 (8) 1.3.1主要参数和分析方法 (8) 1.3.2动压轴承 (10) 1.3.3静压轴承 (17) 1.4气体润滑滑动轴承 (19) 第二章滑动轴承和轴承座选型 (20) 2.1风力发电机滑动轴承使用环境 (20) 2.2滑动轴承标准技术要求： (22) 2.3风力发电机对滑动轴承的不利因素及其应对措施 (23) 2.4选型： (26) 2.4.1选型影响因素： (26) 2.4.2选型结果： (26) 2.5方案主要技术参数 (27) 2.6 DQ系列端盖式球面滑动轴承特点 (29) 2.7轴瓦及轴承座结构图 (31) 第三章滑动轴承选型和设计过程 (35)

3.1滑动轴承性能计算 (35) 3.1.1计算22号250-170方案 (35) 3.1.2计算28号300-215方案 (36) 3.2设计中遇到的问题及解决方案： (38) 3.2.1 形式选择方面的问题 (38) 3.2.2 润滑方面的问题 (40) 3.2.3 承载方面的问题 (44) 3.2.4 密封方面的问题 (45) 3.2.5 制造加工方面的问题 (47) 3.2.6 绝缘与防护方面的问题 (48) 3.2.7 环境低温方面的问题 (49) 3.3采用滑动轴承方案对整个电机的影响及需要修改的地方 (51) 3.4滑动轴承方案与滚动轴承性价比分析 (53) 3.4.1价格比较 (53) 3.4.2后续维护和更换成本比较 (53) 3.4.3性能和可靠性比较 (55) 第四章滑动轴承安装、使用和维护说明 (56) 4.1安装使用说明 (56) 4.2包装、运输、储存 (57) 4.3常见故障排除 (57)

浅谈风力发电机专用的轴承

浅谈风力发电机专用的 轴承 Hessen was revised in January 2021

浅谈风力发电机专用的轴承 风力发电机常年在野外工作，工况条件比较恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大，风速最高可达23m/s，有冲击载荷，因此要求轴承有良好的密封性能和润滑性能、耐冲击、长寿命和高可靠性，发电机在2-3级风时就要启动，并能跟随风向变化，所以轴承结构需要进行特殊设计以保证低摩擦、高灵敏度，大型偏航轴承要求外圈带齿，因此轴承设计、材料、制造、润滑及密封都要进行专门设计。 1. 风机轴承技术要点分析 偏航轴承总成（660PME047） 偏航轴承总成是风机及时追踪风向变化的保证。风机开始偏转时，偏航加速度ε将产生冲击力矩M=Iε（I为机舱惯量）。偏航转速Ω越高，产生的加速度ε也越大。由于I非常大，这样使本来就很大的冲击力成倍增加。另外，风机如果在运动过程中偏转，偏航齿轮上将承受相当大的陀螺力矩，容易造成偏航轴承的疲劳失效。 根据风机轴承的受力特点，偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，沟道进行特别设计及加工，可以承受大的轴向载荷和力矩载荷。偏航齿轮要选择合适的材料、模数、齿面轮廓和硬度，以保证和主动齿轮之间寿命的匹配。同时，要采取有针对性的热处理措施，提高齿面强度，使轴承具有良好的耐磨性和耐冲击性。 风机暴露在野外，因此对该轴承的密封性能有着严格的要求，必须对轴承的密封形式进行优化设计，对轴承的密封性能进行模拟试验研究，保证轴承寿命和风机寿命相同。风机装在40m的高空，装拆费用昂贵，因此必须有非常高的可靠性，一般要求20年寿命，再加上该轴承结构复杂，因此在装机试验之前必须进行计算机模拟试验，以确保轴承设计参数无误。 风叶主轴轴承（24044CC） 风叶主轴由两个调心滚子轴承支承。由于风叶主轴承受的载荷非常大，而且轴很长，容易变形，因此，要求轴承必须有良好的调心性能。 确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式，使轴承具有良好的性能和长寿命。 变速器轴承 变速器中的轴承种类很多，主要是靠变速箱中的齿轮油润滑。润滑油中金属颗粒比较多，使轴承寿命大大缩短，因此需采用特殊的热处理工艺，使滚道表面存在压应力，降低滚道对颗粒杂质的敏感程度，提高轴承寿命。同时根据轴承的工况条件，对轴承结构进行再优化设计，改进轴承加工工艺方法，进一步提高轴承的性能指标。 发电机轴承