浅谈风力发电机专用的轴承(20200521122350)
漫谈风电机组大型化中的主轴承
漫谈风电机组大型化中的主轴承1.1. 引言风电机组是大型旋转机械装备，主轴承不仅是其中的必要部件，而且还是承受较大的载荷的关键部件。
随着机组的大型化，主轴承也越来越大。
从国内风电产业的发展历程看，主轴承的大型化似乎比叶片大型化更难实现，以至于被列为当前急需攻关的技术产品。
本文仍是站在整机的角度漫谈一番主轴承。
1.2. 风电机组的主轴承风电机组中的主轴承有两个功能：确保叶轮及主轴的转动，实现表征着机械能的运动和动力的传递；承受来自叶轮的除扭矩之外的其它无用载荷，并将其传递到塔架及基础。
在水平轴风电机组中，功率流是沿着来风方向向后传递，载荷流是垂直向下传递。
正是由于上述功能定义，在风电机组的机舱拓扑结构中，主轴承（含轴承座）的最佳位置应该在位于塔架顶端的偏航回转支承上方附近，以便于无用载荷以最短的路径，通过偏航回转支承和塔架传递到基础。
由于其功能和处于中心位置的布局，可以认为主轴承是风电机组最重要的机械零部件；由于它的重要性，对主轴承有很高的技术要求；由于技术要求高，主轴承的制造难度也大。
所以目前主轴承的供应还是国外品牌为主。
笔者曾经参观过某品牌轴承的荷兰研发中心，仔细观察了解了从材料到热处理、从摩擦到润滑、从装配到测试的全部研发环节。
不禁感叹，它之所以能在长时间存续和大范围应用，是有它的道理的。
在风电机组中，除了叶轮主轴外，齿轮箱（有齿轮箱时）和发电机（有或无齿轮箱）这两个大部件也需要轴承。
因此，主轴承通常有三种设计方案。
1）方案一——单独设置主轴系这种方案中的齿轮箱和发电机由生产厂商各自研发制造，同时设置有独立的主轴系（含主轴承、轴承座、润滑和定位密封附件）。
主轴系中通常有前后两个主轴承，也有采用单一的双列圆锥滚子轴承的（它是从两个背靠背布置的圆锥滚子主轴承演变来的，简称“双列锥轴承”）。
主轴系、齿轮箱和发电机三者之间通过联轴器联接起来，实现运动和动力传递。
这是一种标准的配置方式，功能明确、各司其责。
浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法
浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法风力发电机主轴轴承是风能转换装置中的重要组成部分，其正常运转与否直接影响风力发电机的性能和寿命。
然而，在运行过程中，由于各种原因，风力发电机主轴轴承存在失效的风险。
本文将从失效原因、失效分析及解决办法等方面进行论述。
首先，风力发电机主轴轴承失效原因多种多样，主要包括以下几方面：1.过载与负荷不均匀：由于发电机长期工作在高速旋转状态下，风力过大或过小都会导致主轴轴承受到不同程度的负载，使其过载或负荷不均匀，从而引起失效。
2.润滑不良：风力发电机主轴轴承工作环境恶劣，尘埃多，容易导致润滑油污染，进而引发润滑不良，造成主轴轴承失效。
3.轴承偏心和振动：由于安装和使用不当，风力发电机主轴轴承可能出现偏心磨损，同时，振动也会在一定程度上加剧轴承失效。
常见的轴承失效形式主要包括以下几种：1.疲劳失效：轴承长期在复杂动载荷下工作，容易导致疲劳失效，主要表现为轴承表面的磨损和龟裂。
2.磨损失效：因为润滑不良、杂质进入轴承等原因，主轴轴承可能出现磨损失效，主要表现为表面磨损、脱落和腐蚀等现象。
3.弯曲失效：过载或负荷不均匀都会导致主轴弯曲变形，造成主轴轴承失效。
为了解决风力发电机主轴轴承失效问题1.加强检查和维护：定期对风力发电机主轴轴承进行检查，确保其润滑状态良好，及时更换磨损严重的轴承。
2.提高轴承负荷承载能力：采用高强度材料制造轴承，增加轴承的负荷承载能力以及寿命。
3.减小振动幅度：通过优化设计和加强安装质量，降低风力发电机的振动幅度，减少对主轴轴承的影响。
4.加强润滑管理：严格控制风力发电机主轴轴承的润滑油品质和污染控制，确保轴承良好润滑，减少摩擦磨损。
总之，风力发电机主轴轴承的失效对风力发电机的性能和寿命具有重要影响。
通过加强检查和维护、提高轴承负荷承载能力、减小振动幅度、加强润滑管理等措施，可以有效预防和解决风力发电机主轴轴承失效问题，提高风力发电机的可靠性和经济性。
风力发电机组轴承的动力学分析与振动控制方法研究
风力发电机组轴承的动力学分析与振动控制方法研究风力发电机组是一种利用风能转化为电能的装置，其核心部件之一是轴承。
轴承在风力发电机组中承担着重要的作用，它不仅支撑着转子的运行，还承载着转子的重量和风力的负载。
因此，轴承的稳定性和寿命对于风力发电机组的运行和性能至关重要。
为了确保风力发电机组的可靠性和安全性，研究人员对风力发电机组轴承的动力学进行了深入的分析和研究，并提出了相应的振动控制方法。
这些研究旨在减小轴承振动，延长轴承寿命，提高风力发电机组的运行效率。
首先，动力学分析是研究风力发电机组轴承振动的重要手段之一。
通过建立风力发电机组的动力学模型，可以分析轴承的运动规律和振动特性。
其中，常用的方法包括有限元法、模态分析法和多体系统动力学方法等。
这些方法可以考虑轴承的结构特点和外界风力的作用，从而获得轴承的应力、位移和振动等参数，并进一步分析轴承的疲劳寿命和可靠性。
其次，振动控制是减小风力发电机组轴承振动的有效手段之一。
振动控制方法可以分为主动控制和被动控制两种。
主动控制是通过在轴承上添加控制器或执行器，对轴承进行主动干预，实现振动的控制和抑制。
常用的主动振动控制方法有反馈控制、前馈控制和模态控制等。
被动控制则是通过改变轴承的材料、结构或几何形状，来抑制或消除轴承的振动。
常用的被动振动控制方法有减振器、阻尼控制和减震控制等。
在风力发电机组轴承的动力学分析和振动控制研究中，研究人员还发现了一些振动源和振动特性。
风力发电机组轴承振动的主要源头包括风力的冲击、轴承的不平衡和非线性等。
这些振动源导致了轴承的共振现象和非线性振动等特性。
因此，研究人员通过对振动源和振动特性的深入研究，提出了相应的振动控制方法，以减小轴承振动并提高风力发电机组的稳定性和可靠性。
另外，随着风力发电技术的不断发展和进步，研究人员还将目光投向了新的领域，如智能控制和优化设计等。
智能控制是指利用先进的传感器和控制器，实现对轴承振动的实时监测和控制。
海上风力发电用轴承的摩擦学性能分析
海上风力发电用轴承的摩擦学性能分析摩擦学性能是海上风力发电系统中轴承的重要性能指标之一。
海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源发电方式，在全球范围内得到了快速发展。
而轴承作为海上风力发电机组的关键组件之一，其性能对整个系统的可靠性、稳定性和效率起着至关重要的作用。
因此，对海上风力发电用轴承的摩擦学性能进行全面的分析和研究，对于提高系统的工作效率、减少能源损耗具有重要意义。
首先，海上风力发电用轴承的摩擦学性能直接影响着系统的转动灵活性和运行稳定性。
轴承的摩擦对转子的转动产生阻碍，并且也会导致能量损失。
因此，针对摩擦局部和轴承磨损情况的分析显得尤为重要。
通过对轴承的材料、结构、润滑方式等因素进行优化，可以降低摩擦损失，提高系统的效率和可靠性。
其次，要对海上风力发电用轴承的摩擦学性能进行分析，需要考虑海上环境的特殊性和轴承在其中的工作条件。
海上环境具有高湿度、高盐度、强风浪等特点，这对轴承的润滑和防腐蚀性能提出了更高的要求。
适当选择和改进轴承的润滑方式，以保证轴承在复杂的海上环境下仍能稳定运行，具有重要的意义。
另外，摩擦学性能分析还需要考虑轴承的摩擦系数、磨损情况和寿命等方面的指标。
摩擦系数是衡量轴承摩擦性能的重要参数之一，直接关系到系统的能源消耗和效率。
磨损情况则直接影响轴承的寿命和可靠性。
因此，通过对轴承的摩擦系数和磨损情况进行分析，可以为轴承的选型和使用提供重要的依据，降低系统的维护成本和停机损失。
在进行海上风力发电用轴承摩擦学性能分析时，还需要考虑到轴承的设计、制造和安装等因素。
轴承的几何形状、材料选择和制造工艺等对其摩擦学性能有直接影响。
合理的设计和制造可以减少轴承的摩擦损失和磨损，提高轴承的使用寿命和可靠性。
另外，安装工艺也是影响轴承性能的重要因素之一，需要保证轴承的正确安装和调整，以避免由于安装不当而导致的过早失效和故障。
最后，需注意对海上风力发电用轴承的摩擦学性能进行实验验证和模拟仿真。
风力发电机组轴承的可靠性分析与优化
风力发电机组轴承的可靠性分析与优化一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为全球范围内替代传统化石能源的重要选择。
而作为风力发电机组的核心部件之一，轴承的可靠性对于风力发电机组的性能和运行安全至关重要。
本文将对风力发电机组轴承的可靠性进行分析与优化，以提高风力发电机组的运行效率和可靠性。
二、风力发电机组轴承的可靠性分析1. 功能与要求分析风力发电机组轴承的主要功能是支撑风力机转子，并将旋转力转化为线性力以驱动发电机发电。
轴承在运行过程中需承受高速旋转、大径向负载和轴向负载等复杂工况下的应力。
因此，风力发电机组轴承的可靠性分析需要考虑以下要求：- 轴承具备优良的承载能力，能够稳定地承受风力机转子产生的径向负载和轴向负载；- 轴承具备较高的耐磨损性能，能够在长期高速旋转的情况下减少磨损，延长使用寿命；- 轴承具备良好的抗冲击性能，能够应对风力机轮毂在运行过程中产生的冲击力；- 轴承具备较低的摩擦阻力，能够降低机械损耗，提高发电效率；- 轴承具备较低的运行噪声，能够减少机组噪声对周围环境的影响；- 轴承具备较高的可维护性，易于维修和更换，减少停机时间。
2. 可靠性分析方法为了分析风力发电机组轴承的可靠性，可以采用以下方法：- 可靠性评估：通过收集大量轴承运行数据，运用统计学方法进行可靠性评估，如故障概率分布、故障时间平均值、失效率等指标，确定轴承的可靠性状况；- 故障模式分析：对已发生的轴承故障进行分析，确定故障的类型及可能的原因，如疲劳、磨损、润滑不良等，为轴承的优化提供参考；- 有限元分析：利用有限元软件对轴承在实际工况下的受力情况进行模拟和分析，了解轴承的应力分布、刚度、变形等性能指标，为轴承的优化设计提供依据。
3. 可靠性优化方法基于可靠性分析的结果，可以采取以下方法对风力发电机组轴承进行优化：- 材料优化：选用高强度、高硬度、高耐磨损的轴承材料，改善轴承的抗疲劳性能和寿命；- 润滑优化：选择适当的润滑方式和润滑剂，确保轴承在运行中具备良好的润滑效果，减少摩擦和磨损；- 结构优化：通过改进轴承结构，提高轴承的刚度和稳定性，减少振动和冲击，延长轴承使用寿命；- 加工工艺优化：采用精密加工工艺，保证轴承内部和外观的几何形状和尺寸精度，降低轴承制造过程中的缺陷和质量问题；- 维护管理优化：建立科学合理的维护管理体系，定期进行轴承检查和维护，及时发现并修复轴承故障，预防发生重大故障。
海上风力发电用轴承的可维护性分析
海上风力发电用轴承的可维护性分析随着全球对可再生能源的需求不断增长，海上风力发电已成为许多国家推动可持续发展的重要方式之一。
然而，海上风力发电场的环境条件恶劣，这给维护和保养海上风力发电设备带来了巨大挑战。
在海上风力发电系统中，轴承作为关键零部件之一，其可维护性直接影响着设备的性能和可靠性。
因此，对海上风力发电用轴承的可维护性进行分析至关重要。
首先，海上风力发电用轴承的可维护性受到环境因素的影响。
海上风力发电场所面临的气候条件极其恶劣，包括强风、大雨、高湿度和高盐雾等。
这些因素对轴承的性能和寿命产生直接影响。
因此，在设计海上风力发电用轴承时，应该考虑采用耐腐蚀材料和密封设计，以提高轴承对恶劣环境的适应能力。
同时，定期进行海上风力发电设备的维护和保养也是保障轴承可维护性的重要手段。
其次，轴承的可维护性还与其结构和技术特点有关。
海上风力发电设备通常采用大型轴承，其结构复杂、负荷大且工作条件恶劣。
这就要求轴承在使用过程中能够方便更换、检修和维护。
因此，在设计海上风力发电用轴承时，应该考虑轴承的易拆装性和可调整性。
此外，采用先进的润滑技术和故障诊断系统也能有效提高轴承的可维护性。
另外，人力和物力的保障也是轴承可维护性的重要因素。
由于海上风力发电场常常位于远离陆地的海域，维护人员需要花费更多的时间和成本才能到达设备所在的位置。
因此，在设计海上风力发电用轴承时，应该考虑减少人力维护的需求，例如采用自动化监测和维护系统。
同时，也应该确保充足的备件和维护设备，以便及时进行维护和修理工作。
只有在有效的人力和物力支持下，海上风力发电用轴承的可维护性才能得到有效保障。
此外，定期的维护计划和预防性维护也是确保海上风力发电用轴承可维护性的重要手段。
通过制定维护计划，可以合理安排维护人员的工作和维护设备的使用，以减少机械故障和延长轴承的使用寿命。
同时，通过定期的检查和保养，可以及时发现和解决潜在问题，避免发生大规模故障，保证风力发电设备的正常运行。
浅谈风力发电机专用的轴承
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。
2风力发电机组偏航轴承介绍
偏航驱动装置 华锐、GE、 Vestas、
侧面轴承
滑垫保 持装置
Gamesa、
Suzlon的风 力发电机组
的偏航部分
采用滑动轴 承的结构。
偏航大齿圈
二 、风力发电机组的轴承
二 、风力发电机组的轴承
二 、风力发电机组的轴承 二 、风力发电机组的
轴承
大齿圈 主机架 滑垫保 持装置 侧面轴承 锁紧螺母 调整螺栓
二 、风力发电机组的轴承
华锐机组中的偏航系统侧面轴承
Vestas机组中yaw claw的形状结构
二 、风力发电机组的轴承
径向滑动板 滑动盘
顶部圆盘 滑板
导向板
碟形弹簧
调节螺栓
二 、风力发电机组的轴承
减速器轴承（滚动轴承和滑动轴承）
尾声：
本课程就讲到这里，如果有什么问题， 欢迎大家踊跃的提出来，我们共同探讨。
同时也希望各位在各自的工作岗位上能 像雄鹰一样自由的翱翔。
谢 谢 大 家！
二 、风力发电机组的轴承
直驱发电机轴承（湘电5MW机组）
二 、风力发电机组的轴承
偏航轴承（滚动轴承结构）
金风、明阳、联合动力、
东汽、湘电的风力发电机
组的偏航部分采用回转支 承。回转支承能同时承受
轴向力、径向力和倾翻力
矩。
二 、风力发电机组的轴承
二 、风力发电机组的轴承
二 、风力发电机组的轴承
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。