风力发电机轴承内齿圈的新标准
风力发电机组轴承常见问题及处理方法
风力发电机组轴承常见问题及处理方法发布时间：2021-05-28T09:50:52.703Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：宋强[导读] 摘要：随着我国环保事业的发展，越来越多的人开始关注清洁能源，而风力发电设备就是较为引人注目的成果之一。
新锦风力发电有限公司内蒙古巴彦淖尔 015200摘要：随着我国环保事业的发展，越来越多的人开始关注清洁能源，而风力发电设备就是较为引人注目的成果之一。
对于风力发电最为核心的技术应该是发电机组轴承，轴承的好坏关系着整体发电的效率，本文将简单分析发电机组轴承常见问题，并基于一些原理探究处理的办法。
关键词：风力；发电机组；轴承；问题；方法一、风力发电机组轴承常见问题（一）疲劳剥落。
发电机组轴承的工作原理是滚动轴承进行运作，带动套圈不停的发生运动，进而带动这个风车的转动，在这一过程中，滚动体会随着转动而与套圈之间产生摩擦，接触面会受到这种循环的压力，长久以往会使得其物质特性发生变化，弹性变形会导致表面逐渐硬化，材料之间的相互接触会造成应力出现断层态分布。
这一压力下，容易形成细小的裂纹，随着时间的延续，裂纹会逐渐扩大，直到扩展到物体的表面，轴承内部与接触面会发生剥落效应，最终导致轴承之间不能有效工作，被成为疲劳剥落失效。
这种效应会使得机组在运行过程中，发生震动与冲击，对风电设备造成一定损害。
（二）磨损问题。
轴承之间的相互作用，会使得整体之间相互滑动，引起零件接触面的磨损，对于这种磨损在理想情况下，是轴承之间的相互作用，但现实情况往往是由于密封不当以及轴承润滑系统失效等原因，使得金属粉末不均匀地分布在轴承内部，这些物体由于运动不规律，会对轴承产生不同力的效果，严重加剧磨损。
并且，这种摩擦的原因也可能会是在最初装配的过程中，装配不当，位置发生偏离也会导致这一情况。
还有一种原因，就是润滑油选择错误，在选择润滑油的过程中，需要密切注意轴承的转速、运行环境以及润滑油的润滑效果能否满足轴承的运行要求，不同的轴承所选择的润滑效果不甚相同，严禁随便对轴承润滑油进行替换；在使用过程中，还需严格按照风力发电机组设备厂家的要求，精确润滑油加注量，防止因加注量超标而造成轴承内部摩擦阻力加大，导致运行过程中轴承运行温度异常升高，长此以往产生更大的缝隙，降低轴承运转精度，最终造成轴承损坏而导致风力发电能效的下降。
风电轮毂检测标准
风电轮毂检测标准一、外观质量风电轮毂的外观质量应符合相关标准和设计要求。
轮毂表面应平整、光滑，无明显的划痕、磕碰、锈蚀等现象。
轮毂的标志和标识应清晰、准确，易于识别。
二、尺寸精度风电轮毂的尺寸精度应符合相关标准和设计要求。
轮毂的直径、宽度、高度等尺寸应符合设计要求，公差应在允许范围内。
轮毂的安装孔、螺纹等部位应符合标准，确保与其它部件的配合精度。
三、铸造缺陷风电轮毂在铸造过程中可能存在气孔、缩孔、裂纹等缺陷。
这些缺陷会影响轮毂的强度和使用寿命。
因此，在检测时应通过无损检测方法（如X射线检测、超声波检测等）对轮毂进行全面检查，确保无铸造缺陷存在。
四、力学性能风电轮毂必须具备一定的力学性能，以承受风力发电机运行时的各种力和扭矩。
检测时应进行拉伸、压缩、弯曲等试验，测定轮毂的强度、刚度和韧性等性能指标。
同时，还需进行疲劳强度试验，以确保轮毂在长时间运行下的稳定性。
五、耐腐蚀性风电轮毂应具备良好的耐腐蚀性，以应对不同环境下的腐蚀介质。
检测时应进行盐雾试验、酸性试验等，以评估轮毂在不同环境下的耐腐蚀性能。
六、热处理质量风电轮毂的热处理质量对其力学性能和使用寿命具有重要影响。
检测时应关注热处理工艺的控制，确保轮毂的晶粒度、相变温度等指标符合要求。
同时，对热处理后的轮毂进行力学性能检测，以确保其满足设计要求。
七、转动灵活性风电轮毂在运行过程中需要保持转动的灵活性，以确保风力发电机的正常运行。
检测时应检查轮毂的转动是否顺畅，有无卡滞、异响等现象。
同时，对轮毂的轴承和润滑系统进行检查和评估，以确保其正常运行和使用寿命。
八、疲劳强度风电轮毂在长期运行过程中会受到周期性的载荷作用，产生疲劳裂纹和断裂的风险。
因此，疲劳强度是评价风电轮毂性能的重要指标之一。
检测时应通过疲劳试验模拟轮毂在实际运行中的受力情况，测试其在循环载荷下的抗疲劳性能。
通过测试结果分析，评估风电轮毂的使用寿命和安全性能。
九、材料成分风电轮毂的材料成分对其性能具有重要影响。
轴承 标准
轴承标准轴承是一种能够减少摩擦和传递旋转运动的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
为了保证轴承的质量和性能稳定性，国际标准化组织（ISO）制定了一系列标准，以指导轴承的设计、制造和使用。
ISO制定的轴承标准主要包括以下几个方面：1. 轴承尺寸和公差的标准化：ISO制定了一系列的轴承尺寸和公差标准，以确保不同厂家生产的轴承互换性和可替代性。
这些标准规定了轴承的各种尺寸、公差和滚动体的形状和数量等参数。
2. 轴承的基本符号和术语：ISO制定了一套用于描述轴承的基本符号和术语，以便于各方使用相同的语言进行交流和理解。
这些符号和术语包括轴承的类型、尺寸、特性和工作条件等方面的描述。
3. 轴承的性能测试和评定方法：ISO制定了一系列的测试方法和评定标准，用于检测轴承的性能和可靠性。
这些标准包括轴承的负荷能力、运转精度、噪声和振动等性能指标的测试方法和评定要求。
4. 轴承的安装和保养指南：ISO制定了一些指南和标准，用于指导轴承的正确安装和保养。
这些指南包括轴承的准备工作、安装方法、润滑剂的选择和更换周期等方面的要求，以确保轴承能够正常运行，并延长使用寿命。
轴承标准的制定对于轴承行业的发展和应用具有重要的意义。
标准化可以提高轴承的质量和互换性，减少市场准入壁垒，促进各国轴承厂商之间的竞争和合作。
标准化还可以简化轴承的设计和制造过程，降低生产成本，提高生产效率。
同时，标准化还有助于消费者选择和使用轴承，提高轴承的可靠性和安全性。
综上所述，轴承标准的制定对于轴承行业的发展和应用具有重要意义。
它可以提高轴承的质量和互换性，促进竞争和合作，降低生产成本，提高生产效率，改善轴承的可靠性和安全性。
因此，轴承生产和使用企业应密切关注轴承标准的变化和更新，合理运用标准，提高产品的竞争力和市场占有率。
风力发电机组齿轮箱技术条件
目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 技术要求 (2)4 检验规则及试验方法 (8)5 标志、包装、运输、贮存................................................................126 随机文件 (12)前言本标准根据GB/T 1.1—2000《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的要求编写。
本标准由新疆金风科技股份有限公司提出并归口。
本标准负责起草单位：新疆金风科技股份有限公司。
本标准主要起草人：王晓东本标准批准人：王相明金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱技术条件1 范围本标准规定了金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱的技术要求、检验规则及试验方法、标志、包装、运输、贮存的要求。
本标准适用于金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱的订货和验收。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 191-2000 包装储运图示标志GB/T 229-1994 金属夏比缺口冲击试验方法GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 1184-1996 形状和位置公差未注公差值GB 1348-1988 球墨铸铁件GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 3077-1999 合金结构钢GB 6060.1-1985 表面粗糙度比较样块铸造表面GB/T 8539-2000 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定GB 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB 9239-88 刚性转子平衡品质许用不平衡的确定GB/T 9286-1998 色漆和清漆漆膜的划格试验GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相组织检验GB/T 9445-1999 无损检测人员资格鉴定与认证GB 10095.1-2001 渐开线圆柱齿轮精度第1部分：齿轮同侧齿面偏差的定义和允许值GB 10095.2-2001 渐开线圆柱齿轮精度第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法GB/T 13306-1991 标牌GB/T 13384-1992 机电产品包装通用技术条件GB/T 13452.2-1992 色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T 16823.1-1997 螺纹紧固件应力截面积和承载面积GB/T 19073-2003 风力发电机组齿轮箱JB 4730-1994 压力容器无损检测JB/T 5000.10- 1998重型机械通用技术条件装配JB/T 5000.15-1998重型机械通用技术条件锻钢件无损探伤JB/T 6395-1992 大型齿轮、齿圈锻件JB/T 6396-1992 大型合金结构钢锻件JB/T 6402-1992 大型低合金钢铸件JB/T 7528-1994 铸件质量评定方法JB/T 7929-1999齿轮传动装置清洁度JB/T 9050.3-1999 圆柱齿轮减速器加载试验方法JB/JQ 82001-1990 铸件质量分等通则DIN 3990-1987齿轮承载能力计算DIN EN 12680.3-2003铸造—超声波检查第3部分：球墨铸铁件IEC 61400-1 风力发电机系统－第一部分：安全要求3技术要求3.1 一般要求3.1.1 产品设计应充分考虑风机运行的实际工况及需求(齿轮箱属柔性安装，风作用于叶轮的力和力矩通过主轴传递到齿轮箱，受风速变化机组运行中齿轮箱前后左右晃动大，波动幅度大)，应考虑频繁的投入和切除对齿轮箱冲击等影响。
CGC-R460732015风力发电机组主轴轴承产品认证-鉴衡认证中心
编号：CGC-R46073：2015风力发电机组主轴轴承认证实施规则北京鉴衡认证中心2015年06月目录1．适用范围 (2)2. 引用标准及文件 (2)3．术语 (2)3.1设计评估 (2)3.2型式认证 (2)3.3型式认证证书 (2)3.4获证后监督 (2)4．认证模式 (2)5．认证实施的基本要求 (2)5.1认证申请 (2)5.2型式认证 (3)5.3获证后监督 (5)6.认证证书 (6)6.1认证证书的保持 (6)6.2认证证书覆盖产品的扩展 (6)6.3认证证书的暂停、注销和撤销 (7)7.产品认证标志的使用规定 (7)7.1准许使用的标志样式 (7)7.2变形认证标志的使用 (7)7.3加施方式 (7)7.4加施位置 (7)8．认证收费 (7)附件1：风力发电机组主轴轴承产品认证申请所需提交的图纸和文件资料清单 (8)附件2：风力发电机组主轴轴承产品认证设计评估项目清单 (10)附件3：风力发电机组主轴轴承产品工厂质量控制检测要求 (11)附件4：风力发电机组主轴轴承产品认证工厂质量保证能力要求 (12)附件5：风力发电机组主轴轴承产品认证主要原材料和关键零部件清单及质量要求 (15)附件6：评估资料企业代管申请表 (16)附件7：代管资料证明书 (17)1．适用范围本规则适用于风力发电机组配套用主轴轴承产品。
2. 引用标准及文件GB/T 6391-2010 《滚动轴承额定动载荷和额定寿命》GB/T 29718-2013 《风力发电机组主轴轴承》JB/T 10471-2004 《滚动轴承转盘轴承》JB/T 10705-2007 《滚动轴承风力发电机轴承》用户和制造厂订货技术协议书制造厂的产品技术文件企业质量手册和有关程序文件制造厂的产品技术文件企业质量手册和有关程序文件3．术语3.1设计评估通过对产品图纸、技术文件的审查确认，对产品是否满足设计条件、指定的标准和相关技术要求进行评审。
力矩验收标准参数(新版)
第⑴遍：550bar
第⑵遍：1100bar
第⑴遍：275kN
第⑵遍：550kN
2
偏航制动器与与机座连接力矩：（72×
×330）
第⑴遍、第⑵遍采用手动扭矩扳手扳手范围（500-1500N.m）
第⑶遍采用液压扳手：RSL4
第⑴遍：800N.m；
第⑵遍：1190N.m；
第⑶遍：2380N.m
MY2.0风力发电机组力矩连接检查数值对应表（机械）
1、主轴总成装配、主轴总成与齿轮箱装配
序号
力矩连接名称
扳手编号和型号
对应连接力矩值N.m
对应Psi
对应Mpa/bar
对应kN
1
锁紧盘与主轴连接力矩：（6×M16×80）
手动扭矩扳手：采用扳手范围（120-400N.m）
第⑴遍100N.m；
第⑵遍190N.m
第⑴遍：气动扳手约600N.m；
第⑵遍：1110N.m；
第⑶遍：2220N.m
第⑶遍：5300Psi
2
叶片锁定块与轮毂连接：（15×M20×70）
采用气动扳手
约200N.m
3
变桨齿轮箱与轮毂连接：（72×M16×115）
手动扭矩扳手扳手范围（60-300N.m）
第⑴遍约100N.m；第⑵遍200N.m
第⑶遍对应：5700Psi
3
偏航驱动与机座连接力矩：（96×M20×65）
第⑴遍采用气动扳手第⑵遍液压扳手RSL2
第⑴遍：200N.m；
第⑵遍：455N.m
第⑵遍对应：2500Psi
4
偏航电机与偏航驱动连接力矩：（16×M14×45）
手动扭矩扳手扳手范围（60-300N.m）
风电轴承的类型和技术要求
5风电轴承的类型和技术要求5 . 1偏航变桨轴承5 . 1 . 1轴承类型单排四点接触球转盘轴承、双排四点接触球转盘轴承。
此类轴承具有运转灵活,且能够承受较大的轴向力和倾覆力矩等优点。
5 . 1 . 2技术要求(1)套圈采用符合G B /T3077 - 1999规定的合金结构钢42Cr Mo经调质或正火处理,亦可采用性能相当或更优的其他材料。
钢球采用符合G B /T18254 - 2002规定的GCr15或GCr15Si Mn轴承钢,亦可采用性能相当或更优的其他材料。
(2)热处理:套圈调质后的硬度,齿轮齿面的淬火硬度,滚道表面淬火硬度、有效硬化层深度应符合JB /T10705 - 2007 《滚动轴承风力发电机轴承》标准的要求。
钢球热处理质量应符合JB /T1255 - 2001的规定。
(3)套圈低温冲击功, - 20 ℃Akv不小于27 J。
(4)采用小游隙和负游隙,以减小冲击振动,提高承载能力,并在振动的情况下减小轴承的微动磨损。
偏航轴承的轴向游隙规定为0～50μm,变桨轴承的轴向游隙不应大于0。
(5)采用符合HG/T2811 - 1996标准规定的丁腈橡胶,也可采用性能相当或更优的其他材料制造的密封圈进行密封。
(6)套圈应按G B /T7736 - 2001标准中的I级要求进行探伤。
(7)除滚道和齿轮部分外,其他表面应按G B /T9793和JB /T8427 - 1996的规定进行热喷涂防腐处理,也可采用满足其性能要求的其他防腐方法。
(8)启动摩擦力矩按用户要求。
(9)轴承零件不应有白点、夹杂,零件表面不应有裂纹、锈蚀、烧伤、磕碰和软点等缺陷。
5 . 2传动系统轴承5 . 2 . 1轴承类型(1)主轴轴承:调心滚子轴承,亦有采用大锥角双列圆锥滚子轴承。
(2)发电机轴承:深沟球轴承、圆柱滚子轴承。
(3)增速器轴承:深沟球轴承、圆柱滚子轴承、满滚子圆柱滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、四点接触球轴承。
风力发电机轴承新标准介绍
风力发电机轴承新标准介绍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／T 10471—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J B／T 10471—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42CrM o，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Ak v值可与用户协商确定。
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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。
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，齿圈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。
3、轴承内齿圈
由于风力发电机轴承的传动精度不高，而且内齿圈直径比较大，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内齿圈之间有冲击，因此，轴承内齿圈的齿面要淬火，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。
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，这样在震动的情况下可减小轴承的微动磨损。
偏航轴承要求为小游隙值，即0-501~m。
另外，由于风力发电机偏航和变桨轴承的转动都由驱动电机驱动，轴承在负游隙或小游隙状态下应保证驱动电机能驱动，因此，轴承在装配后需要空载测量启动摩擦力矩，具体力矩数值根据主机驱动系统的不同也不尽相同。
5、防腐处理
风力发电机设备在野外工作，而且偏航、变桨轴承的一部分是裸露在外面的，会受到大气污染，高湿度的环境也会腐蚀轴承基体，因此，裸露在外面的偏航和变桨轴承的部位要求进行表面防腐处理，一般采用镀锌处理。
根据需要，
在镀锌层外部进行刷漆保护处理。