风力发电机专用轴承

外，很少有厂家生产，基本属国内空白。
风机轴承开发研制中，存在的主要技术难点是 实现长寿命所需的密封结构和润滑脂、特殊的滚道 加工方法和热处理技术、特殊保持架设计和加工制 造方法等。国内目前的技术水平与国外先进水平相 比存在较大差距，但近几年来我国的一些研究单位
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在这些方面已经取得了一些突破性的研究成果，这 必须将加速风机轴承国产化的进程。
3.风机轴承市场分析
我国风能资源十分丰富，理论储量 1600000000KW ， 可 开 发 利 用 的 风 能 资 源
253000000KW。随着人们环保意识的增强和国家对 可再生能源的重视，近年来风力发电风力发电在我 国得到了长足发展。
1.2 风叶主轴轴承
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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。·中国建 材网-建材一点通·排名三甲，傲视同行
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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。
使轴承具有良好的性能和长寿命。
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，
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承 15 套左右，发电机轴承 2 套左右，轴承结构形 式众多。以每台机组平均需配 20 套轴承计算，到 2005 年全国风力发电机需配套轴承 166 万套。即 便按目前变速器和电机轴承 10 的国产化率计算， 也将会有 16.6 万套的市场空间。如果轴承国产化 率提高到 20，将会有 33.2 万套的市场容量，大约
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。
以往我国的风力发电机主要依靠进口，设备投 资昂贵，电价居高不下，影响了风力发电的市场化
运行。据分析，如果 600KW 大型风力发电机组国产 化以后，国产化率达到 60，设备造价可以降低 15-20，风电成本可以降低 10-14；国产化率达到 80，设备造价可以降低 25，风电成本可以降低 18。
目前全国共有 81 个研究单位及生产企业从事 风力机械的开发、研究及制造，2001 年全国共生
飞速发展。根据我国电力工业“十五”发展规划， 风电将以年均 40 的速度发展，到 2005 年我国风力 发电机组的生产量将达到 80300 台。
风力发电机配套轴承主要用在偏航系统、变浆 系统、变速器和发动机等部位，其中每个机组主要 包括偏航轴承 1 套，风叶主轴轴承 2 套，变速箱轴
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国内轴承工业的设计应用水平，缩小与国外先进水 平的差距，促进国内轴承工业的发展和技术进步， 另外方面，可以降低风电成本，加快我国新资源和 可再生资源的发展。
风力发电机常年在野外，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
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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、润滑及密封都今日焦点：要进行
是目前生的能力的提高，配套轴承的国产化率还将 进一步提高，因此风力发电机专用轴承的市场前景 广阔。摘要：介绍了国内外风力发电机电机专用轴 承设计、生产及应用的现况，展望了今后几年我国 风机轴承可观的市场前景。
近十年来，风力发电风力发电作为一项可再生
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产风力发电机组 20903 台，19735.2KW。其中，离 网型机组 20879 台，4975.2KW，分别比上年增加 64.79 和 87.60。2001 年我国还首次生产并网型风 力发电机组 24 台，14760KW。
在国家对再生无污染能源的多项优惠政策的 鼓励下，今后若干年内，我国风力发电工业必定会
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
轴承安装后的实际性能不仅与轴承自身性能 有关，而且还与轴承的具体安装使用条件密切相 关，因此，要对轴承安装时的配合形式、安装中心 的对中性进行研究，使轴承在实际使用中能够得到 较好的性能。
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
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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。
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 轴承安装后的实际性能不仅与轴承自身性能
有关，而且还与轴承的具体安装使用条件密切相 关，因此，要对轴承安装时的配合形式、安装中心
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。
风机轴承开发研制中，存在的主要技术难点是 实现长寿命所需的密封结构和润滑脂、特殊的滚道
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、润滑及密封都今日焦点：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
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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 。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
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2.风机轴承技术现状
目前，国内开发生产的风机轴承主要是变速器 轴承和电机轴承，但性能和寿命还达不到要求。因 此，90 左右的变速器轴承和电机轴承仍然依赖进 口。偏航轴承总成和风叶主轴轴承总成还在研制之 中，国内除洛轴、瓦轴等大型国有企业有少量试制
专门设计。 1.风机轴承技术要点分析 1.1 偏航轴承总成 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
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矩 M=Iε 。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。
的绿色环保新型洁净能源，受到了各国的高度重 视，得到了长足的发展。风力发电机电机用轴承主 要包括：偏航轴承总成、风叶主轴轴承、变速器轴 承、发电机轴承等，轴承的结构形式主要有四点接 触球轴承、交叉滚子轴承、圆柱滚子轴承、调心滚 子轴承、深沟球轴承等。其中大型偏航轴承总成和
风叶主轴轴承技术难度较大，现在基本依靠进口， 是风机国产化的难点之一。风机轴承国产化可提高 国内轴承工业的设计应用水平，缩小与国外先进水 平的差距，促进国内轴承工业的发展和技术进步， 另外方面，可以降低风电成本，加快我国新资源和 可再生资源的发展。
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。
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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
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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。
我国从“七五”开始着手风电场建设，到“八 五”末期共建立了 19 个风电场，总装机容量达 166500KW，占全国电网总容量的 0.07。“九五”期
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间，我国又建成了 21 个风电场，新增装机容量 223790KW，另有 90300KW 在建。根据我国电力工业 总装机容量达到 350000000KW，其中包括风力发电 在内的新能源占 0.7，达到 2450000KW。
1.2 风叶主轴轴承 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，
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因此，要求轴承必须有良好的调心性能。·中国建 材网-建材一点通·排名三甲，傲视同行
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确定轴承内部结构参数和保持架的结构形式，
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的对中性进行研究，使轴承在实际使用中能够得到 较好的性能。
2.风机轴承技术现状
目前，国内开发生产的风机轴承主要是变速器 轴承和电机轴承，但性能和寿命还达不到要求。因
此，90 左右的变速器轴承和电机轴承仍然依赖进 口。偏航轴承总成和风叶主轴轴承总成还在研制之 中，国内除洛轴、瓦轴等大型国有企业有少量试制 外，很少有厂家生产，基本属国内空白。
摘要：介绍了国内外风力发电机电机专用轴承 设计、生产及应用的现况，展望了今后几年我国风 机轴承可观的市场前景。
近十年来，风力发电风力发电作为一项可再生 的绿色环保新型洁净能源，受到了各国的高度重 视，得到了长足的发展。风力发电机电机用轴承主
要包括：偏航轴承总成、风叶主轴轴承、变速器轴 承、发电机轴承等，轴承的结构形式主要有四点接 触球轴承、交叉滚子轴承、圆柱滚子轴承、调心滚 子轴承、深沟球轴承等。其中大型偏航轴承总成和 风叶主轴轴承技术难度较大，现在基本依靠进口， 是风机国产化的难点之一。风机轴承国产化可提高
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风力发电机常年在野外，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