大型风电机组主轴轴承承载能力分析
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。
风力发电机组轴承系统的结构设计与性能评估
风力发电机组轴承系统的结构设计与性能评估风力发电机组是目前广泛应用的一种可再生能源发电装置，而轴承系统是风力发电机组的重要组成部分。
良好的轴承系统设计和性能评估对于确保风力发电机组的稳定运行和高效发电至关重要。
本文将针对风力发电机组轴承系统的结构设计和性能评估进行详细探讨。
首先，风力发电机组轴承系统的结构设计是保证整个系统正常运行的基础。
一个良好的轴承系统结构设计需要考虑以下几个方面：1. 轴承类型选择：根据风力发电机组的转速、载荷和工作环境等参数，合理选择适应性好、承载能力高的轴承类型。
常见的轴承类型包括滚动轴承、滑动轴承等。
2. 轴承数量和布局：根据风力发电机组的转轴数量和布局，确定轴承的数量和布置方式。
合理布局轴承可以均衡载荷和减少摩擦磨损。
3. 轴承材料选择：根据风力发电机组的工作环境和运行要求，选择材料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性等特性的轴承。
4. 轴承密封设计：为了防止外界灰尘、水分和其他污染物进入轴承内部，需要设计有效的轴承密封结构。
同时，密封结构还能减少摩擦和磨损，延长轴承寿命。
其次，风力发电机组轴承系统的性能评估是确保系统运行稳定和高效发电的关键。
轴承系统性能评估需要考虑以下几个方面：1. 轴承负载能力评估：根据风力发电机组的转速、载荷和工作条件，评估轴承在不同工况下的承载能力，确保轴承能够稳定承受外部载荷。
2. 轴承寿命评估：通过进行可靠性分析，预测轴承的使用寿命，并评估其可靠性水平。
这有助于及时进行维修和更换，避免因轴承故障而导致的系统故障和停机时间。
3. 轴承摩擦损失评估：计算轴承在运行中的摩擦损失，分析轴承的摩擦特性。
有效减少摩擦损失可以提高系统的功率转换效率。
4. 轴承振动评估：通过测量轴承的振动幅值和频率，评估轴承的运行状态和稳定性。
合理控制轴承的振动水平可以减少系统噪音和振动对周围环境的影响。
综上所述，良好的风力发电机组轴承系统结构设计和性能评估对于确保系统可靠运行和高效发电至关重要。
风力发电机组的轴承寿命分析与优化
风力发电机组的轴承寿命分析与优化随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源来源受到越来越多的关注。
在风力发电机组中，轴承作为关键部件，对整个系统的可靠性和性能起着至关重要的作用。
轴承寿命的分析与优化对于提高风力发电机组的运行效率、降低维护成本具有重要意义。
首先，我们需要了解什么是轴承寿命。
轴承寿命是指在特定运行条件下，轴承在无故障的情况下能够正常运行的时间。
轴承寿命的长短直接关系到风力发电机组的维护周期和使用寿命。
因此，分析轴承寿命并采取优化措施，对于延长风力发电机组的使用寿命、提高经济效益至关重要。
在分析轴承寿命方面，了解轴承的工作原理和运行特点是关键。
风力发电机组中常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架等组成，其工作原理是通过滚珠或滚子在内外圈之间传递负载，并减小摩擦。
滑动轴承则是通过润滑剂的润滑，使轴承轴承内外圈之间形成无润滑膜，降低摩擦系数。
针对滚动轴承，分析寿命的关键指标是疲劳寿命。
疲劳寿命是指轴承在一定载荷、速度和润滑条件下能够承受的周期次数。
常见的寿命评估方法有L10寿命、L50寿命、L90寿命等。
其中，L10寿命表示在统计意义下，轴承10%的寿命不低于某个指定容限。
L50寿命同样表示在统计意义下，轴承50%的寿命不低于某个指定容限。
L90寿命则是轴承90%的寿命不低于某个指定容限。
对于滑动轴承而言，寿命评估的关键指标是润滑膜磨损量。
润滑膜磨损量是指滑动轴承在特定工作条件下，润滑膜的磨损程度。
润滑膜磨损量的大小直接影响轴承的寿命。
常用的寿命评估方法包括B10寿命和B50寿命，类似于滚动轴承的L10寿命和L50寿命。
在优化轴承寿命方面，以下几点是需要考虑的重要因素：1. 选用合适的轴承材料和设计。
轴承材料是影响轴承寿命的关键因素之一。
选择适合工作条件的材料，如高强度、耐磨损和耐腐蚀的材料，能够提高轴承的寿命。
此外，合理的轴承设计也对寿命有重要影响，如设置适当的负荷分配、减小应力集中区域等。
风电转盘轴承设计参数对承载能力的影响
仅需对其进行静力学分析。实际轴承载荷是多种
因素 共 同作 用 的结 果 ， 照 这 些 载 荷 对 轴 承 的 作 按 用效 果可 以分 为极 限载荷 和疲 劳载荷 。
表 １ 风电转盘轴承载荷的主要来源
荷和运行载荷等的作用 ， 这些载荷 的特点是静态 的、 动态 的 、 环 的 、 循 瞬态 的 、 冲击 的及 随 机 的 。与 转盘轴承在其他领域的应用不同 ， 由于风力发 电 机 的维修 成本 较 高 ， 风 电轴 承 至少 要 有 长 达 ２ 故 ０
触 对为 接触对 ２ 。在 同 时考 虑 接 触对 １和 ２的受
力时 ， 建立轴承的静力学模型。 Ｎ ． ２ ２ １ ． ｏ １
触应力为 ４２０Ｍ ａ ０ Ｐ 时的所有外部载荷 Ｆ ， Ｆ 和 的组合 ， 利用点 （ Ｆ ， ） Ｆ ， 在三维坐标 系中可 以绘制出轴承的静载荷承载曲面； 同时 ， 也可以计
年的寿命 。对 于风 电转 盘轴承， 需要根据其具体 的工况特点和使用要求 ， 深入理解其受载状况 、 内
部力学特点以及影 响其性能的相关规律 ， 在此基 础上 实现 该类 轴承 的优化 设计 与合 理选 型 。
１２ 静力 学建模 ．
在分析 时 假 定 轴 承 外 圈 固定 ， 圈在 径 向 载 内
零部 件 承受空 气动 力学 载 荷 、 性力 载 荷 、 惯 重力 载
源， 这些 载荷 随 风 速 、 风轮 转 速 、 片 方 位 角 等 的 叶
变化而变化； 另外 ， 风力发电机组的运行控制也会 对轴承产生载荷 的作用 。由于风电转盘轴承转速
较低 ， 不需 要考 虑运 动所 带 来 的动 力 学效 应 ， 因此
收稿 日期 ：０ １ Ｏ ２ １ 一 ６—１ ； ６ 修回 日期 ：０ １一 ８—２ ２１ Ｏ ５
风机主轴承载荷分析
风机主轴承载荷分析风机主轴承载荷分析风机主轴承是风机运转过程中承受重要载荷的关键部件之一。
对风机主轴承的载荷分析是确保风机正常运行和延长使用寿命的重要步骤。
本文将逐步分析风机主轴承的载荷分析过程。
第一步：确定主轴承的载荷类型风机主轴承承受的载荷可以分为径向载荷和轴向载荷。
径向载荷是指垂直于主轴旋转轴线的力，而轴向载荷则是沿主轴旋转轴线方向的力。
在分析过程中，需要确定主轴承所受载荷的具体类型。
第二步：测量主轴承所受径向和轴向载荷的大小为了进行载荷分析，需要测量主轴承所受径向和轴向载荷的大小。
可以通过传感器或测力仪等设备进行测量。
这些数据将作为载荷分析的基础。
第三步：计算主轴承所受载荷的作用点位置主轴承所受载荷的作用点位置对于分析主轴承的受力情况至关重要。
可以通过测量和几何计算确定主轴承所受载荷的作用点位置。
这将有助于进一步分析主轴承的受力情况和应力分布。
第四步：确定主轴承的额定载荷和寿命主轴承通常具有额定载荷和寿命的参数。
在载荷分析过程中，需要参考这些参数来评估主轴承的工作状态和使用寿命。
通过比较实际载荷和额定载荷，可以判断主轴承是否正常工作并预测其寿命。
第五步：进行主轴承的应力分析在确定主轴承所受载荷和作用点位置后，可以进行应力分析。
应力分析可以帮助评估主轴承在所受载荷下的工作状况，并确定是否存在过载或应力集中的问题。
如果发现问题，可以采取相应的措施来调整载荷分布或加强主轴承结构。
第六步：优化主轴承设计根据载荷分析的结果，可以对主轴承的设计进行优化。
优化设计可以包括改变主轴承的结构、材料或加工工艺等方面，以提高主轴承的承载能力和使用寿命。
综上所述，风机主轴承的载荷分析是确保风机正常运行和延长使用寿命的重要步骤。
通过逐步分析主轴承的载荷类型、测量载荷大小、计算作用点位置、确定额定载荷和寿命、进行应力分析以及优化设计，可以综合评估主轴承的工作状况并采取相应的措施来提高其性能。
风力机轴承的有限元分析
目录中文摘要 (1)英文摘要............................................... 错误!未定义书签。
1 引言 (3)1.1 课题研究背景 (3)1.2 风电轴承简介 (4)1.3自动调心滚子轴承及风力发电机主轴轴承研究 (5)1.4本文主要研究内容 (7)2 轴承分析应用概述 (8)2.1 有限元分析技术基础概念 (8)2.2 ANSYS软件简介 (10)3 接触分析............................................ 错误!未定义书签。
3.1概述............................................. 错误!未定义书签。
3.2一般接触分类..................................... 错误!未定义书签。
3.3 ANSYS接触分析功能.............................. 错误!未定义书签。
3.4面-面的接触分析................................. 错误!未定义书签。
4 轴承接触分析 (16)4.1轴承的导入 (16)4.2 轴承的有限元动态接触分析 (17)4.2.1划分网格 (17)4.2.2创建接触对 (17)4.2.3施加边界条件和载荷 (19)4.2.4计算结果分析 (20)4.3 理论计算及验证 (25)4.3.1 Hertz接触理论............................. 错误!未定义书签。
总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)风力机轴承的有限元分析摘要：轴承是风力发电机传动系统重要的构成部件，所以对其进行结构优化设计和性能分析是非常必要的。
通过查阅大量关于轴承分析的资料，对风力机轴承的工作特性做了一定的了解。
由于受力状况以及轴的变形的影响，风力机的主轴轴承必须有良好的调心性能，因而调心滚子轴承作为主要的主轴轴承。
浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法
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轴承的润滑理论中以 !XpWX- 提出的最小油膜厚度公式
应用较为普遍其表述的油膜最小厚度计算公式为
Q !)%0?JA%%1 *%%?3 N G(P%%$(
对于特定轴承而言轴承的尺寸和材料都是固定的公式
现场主要故障形式分析如下
M轴承转动困难 发 热 U 轴 承 产 生 振 动 运 转 发 出 异 响
,内座圈剥落开裂 b 外 座 圈 剥 落 开 裂 [ 轴 承 滚 道 和 滚 动
体产生压痕
'通过对现场考 察 及 对 多 台 失 效 机 组 主 轴 轴 承 进 行 拆 解
通过滚子速度可以计算得到 J油膜厚度与其表面粗糙度
的均方根值的比值决定了轴承的润滑状态即令
4!
Q-
槡N)-$ )N)-)
当 4 R$ 时润滑状态为边界润滑 $ 4 R( 时为混合润
滑 4( ( 时为流体润滑一般情况下 4越大润滑状态越好
轴承的寿命模型可根据损伤理论建立 通过轴承寿命计
关键词风电机组轴承监测与维护
44风力发电机组中主轴连接轮毂和齿轮箱是低速重载轴 承可靠性方面要求较高也极易出现故障 为了解决故障多 发现象需要系统的对现场轴承运转状况及失效形式进行分析 和研究
$轴承失效理论体系 首先建立轴 承 失 效 的 寿 命 分 析 体 系 包 括 轴 承 的 载 荷 分 布润滑油膜建立条件及轴承的润滑状态轴承的寿命计算方 法及影响因素 分析轴承载荷需建立如下传动链几何模型
统通过定期的油脂加注改善轴承内部运转情况
参考文献
风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命计算
一、概述风电主轴双支承圆锥滚子轴承是风力发电机组中的重要部件，其性能直接影响到整个发电机组的运行稳定性和安全性。
疲劳寿命是评价轴承性能的重要指标之一，也是设计和选择轴承时需要重点考虑的因素之一。
本文将针对风电主轴双支承圆锥滚子轴承的疲劳寿命进行计算分析。
二、风电主轴双支承圆锥滚子轴承的结构特点1. 风电主轴双支承圆锥滚子轴承是风力发电机组中用于支撑主轴负荷的关键部件，承载着受风车叶片传来的巨大风力以及整个发电机组的重要转动部分。
2. 该轴承是一种双向径向和轴向力同时承载的圆锥滚子轴承，其内外圈和滚动体的尺寸和形状特别设计用以适应风电主轴的运行工况。
3. 由于风电主轴的工作环境复杂，因此轴承的寿命和可靠性要求较高。
三、风电主轴双支承圆锥滚子轴承的疲劳寿命计算方法1. 根据国际标准ISO281:2007，风电主轴双支承圆锥滚子轴承的额定负荷可以通过以下公式求得：\[ P = \frac{C}{P_0} \times \left( \frac{n}{1000} \right)^{3/4} \]式中，\( P \) 为额定负荷；\( C \) 为基本额定动载荷；\( P_0 \) 为等效动载荷；\( n \) 为额定转速。
2. 疲劳寿命可以通过L10寿命和基本额定动载荷之间的关系来计算，公式如下：\[ L_{10} = \left( \frac{C}{P} \right)^3 \times 10^6 \]式中，\( L_{10} \) 为基本额定寿命，单位为小时；\( C \) 为基本额定动载荷；\( P \) 为操作寿命计算所需要的动载荷。
四、风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命实例分析以下以某型号风电主轴双支承圆锥滚子轴承为例，进行疲劳寿命的计算实例分析。
1. 根据该型号轴承的技术参数，基本额定动载荷 \( C = 3200 \, kN \)，额定转速 \( n = 1500 \, r/min \)。
风力发电机组轴承的可维修性分析与优化
风力发电机组轴承的可维修性分析与优化近年来，随着清洁能源的迅速发展，风力发电已成为可再生能源中的重要组成部分。
而风力发电机组作为风力发电的核心设备，其轴承的可维修性问题一直备受关注。
本文将对风力发电机组轴承的可维修性进行分析与优化，以提高其可靠性和运行效率。
首先，我们需要了解风力发电机组轴承的可维修性的定义和重要性。
可维修性是指在设备发生故障或需要维护时，能够快速、经济地对其进行修复和恢复正常运行的能力。
在风力发电机组中，轴承是负责支撑叶轮和转子的重要部件，它的可维修性直接影响到整个机组的可靠性和运行效率。
其次，我们需要分析目前存在的轴承可维修性问题。
一方面，由于风力发电机组的特殊工作环境和高负荷运行，轴承在长期使用过程中容易出现磨损、疲劳等故障。
另一方面，风力发电机组位于海上或山区等较为恶劣的环境中，维修工作面临着困难和挑战。
因此，提高轴承的可维修性，对于延长设备寿命、降低维修成本具有重要意义。
针对上述问题，我们可以从以下几个方面进行轴承可维修性的优化。
首先，选择合适的轴承类型和品牌。
不同类型和品牌的轴承具有不同的寿命和可维修性能。
因此，在选择风力发电机组轴承时，应综合考虑轴承的负荷能力、耐疲劳性能、可拆卸性和维修配件的供应情况等因素，选择寿命长、维修便捷的轴承产品。
其次，优化轴承的安装和调试过程。
在风力发电机组的轴承安装和调试过程中，应严格按照厂家提供的操作手册进行操作，确保安装过程中避免人为疏忽或错误导致的故障。
同时，应加强对操作人员的培训，提高其对轴承维修的技术水平和操作规范，从而减少因操作不当而导致的故障发生。
第三，加强轴承的监测和预测。
风力发电机组轴承的故障通常是逐渐发生和积累的，在故障发生之前进行监测和预测可以有效避免严重故障的发生。
因此，应引入先进的故障检测技术，如振动分析、温度监测等，实时监测轴承的运行状态，及时发现并解决潜在问题，预防设备故障的发生，提高轴承的可维修性。
第四，规范化轴承的维护和维修工作。
海上风力发电用轴承的轴向力分析
海上风力发电用轴承的轴向力分析随着可再生能源的快速发展，海上风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式得到了越来越多的关注。
在海上风力发电机组中，轴承是至关重要的组件之一。
它们承受着旋转运动带来的巨大轴向力，因此对轴承的轴向力进行准确的分析和评估至关重要。
本文将对海上风力发电用轴承的轴向力进行深入研究。
首先，我们需要了解什么是轴向力。
轴向力是作用在轴承上的沿轴线方向的力量。
它可能是由于风机叶片的旋转、阵风或者其他外力作用所产生的。
对于海上风力发电机组而言，由于海上环境的特殊性，风的力量可能更加剧烈，因此轴向力的分析尤为重要。
轴向力对轴承的影响主要有两个方面。
首先，过大的轴向力可能会导致轴承的磨损和损坏，减少其寿命。
其次，轴向力的存在可能会引起轴承的振动和噪音，进一步影响风力发电机组的效率和安全性。
因此，准确评估和控制轴向力对于轴承的正常运行至关重要。
为了计算海上风力发电用轴承的轴向力，我们首先需要确定风机叶片的受力情况。
风机叶片受到风力的作用，产生一个方向与风力相反的载荷。
叶片的载荷会通过风机主轴传递给轴承，形成轴向力。
风机叶片的受力分析需要考虑多个因素，包括风速、叶片形状、叶片长度、叶片材料等。
在风力发电行业中，有许多数学模型和工程方法可用于预测风机叶片的受力情况。
通过这些方法，我们可以确定叶片所产生的轴向力大小和方向。
除了叶片载荷，海上风力发电机组还需要考虑其他外力因素。
例如，风机塔筒和基础的重量会形成一个向上的轴向力，对轴承产生额外的压力。
此外，风机的运行过程中可能存在的振动和冲击也会在一定程度上引起轴向力的增加。
一旦我们了解了所有受力因素，我们可以通过应力分析的方法来计算轴承的轴向力。
这涉及到应用力学原理和轴承的物理特性。
根据轴承的材料和几何结构，我们可以计算出轴承在受到轴向力时的受力分布情况。
在计算轴向力时，我们还应该考虑轴承的摩擦和磨损。
摩擦力和轴向力之间的关系可以通过考虑轴承的接触角等参数来计算。
风力发电机转轴负载能力分析计算
・
机械研究与应用 ・
风 力 发 电机 转 轴 负 载 能 力 分 析 计 算
邓 方（ 车株 洲 电机 有 限 公 司 ， 南 株 洲 南 湖
摘
要 ： 力发 电机 运 行 环境 非 常 恶 劣 ， 转 轴 负 载 能 力 要 求很 高。 负 载 能 力 通 过 计 算 抵 抗 最 大 负载 力造 成 的 疲 劳 风 对 毁 损 的安 全 系数 得 出。 综合 考 虑影 响 转 轴 疲 劳 强 度 的各 种 因素 ， 出 了转 轴 疲 劳裂 缝 安 全 系数 和 最 大 负栽 下 提 塑性 变 形安 全 系数 计 算 方 法 ， 转 轴 设 计 具 有 重 要 的指 导 意义 。 对
影响转 轴疲 劳强 度 的因素包 括 以下几 个方 面 。 （ ）材 料 的屈服 强 度 材 料 的屈 服 强 度 和 疲 劳 １ 极 限之 间有 一定 关 系 。一 般来 说 ， 料 的屈服 强 度越 材 高 ， 劳强 度也越 高 。常用 的风 力发 电机 转轴 材料 有 疲 ３ ＣＭ ５ ｒ ｏ及 ４ Ｃ Ｍｏ 更好 的有 ３ ＣＮ Ｍｏ 。 ２ｒ ， ４ ｒ ｉ ６等
图 ２为转轴 工作 应力 图 。 转 轴 的工作 应力 有如下 关 系式 ：
Ｏｌｂ ＇ ￣ｍ ，
：
Ｍ ｂ ｉ ｉ ａ ｒ ｎ
，
大 的直 径或厚 度 ， 变弯 曲强 度将 会 转 变 为交 变拉／ 交
… （） １
伸强度 ， 同样 交变扭 转强 度 也会 下 降 。 （ ） ｄ 一般 取 为 ０８ ．。
命 的要求 。在 转轴 的各 种破 坏形 式 中 ， 常见 的是疲 最
劳断 裂 。对转 轴 负载 能力 的分析 计算 ， 括在疲 劳 强 包 度较低 时 的疲 劳裂 缝 安 全 系数 计 算 及 最 大 负 载下 塑 性 变形 、 纹 和强力 断 裂 的安全 系数计 算 。笔者 综合 裂 考虑 影 响转轴 疲 劳强度 的各种 主要 因素 ， 基于 以上 两
兆瓦级风电机组主轴轴承选型及分析
兆瓦级风电机组主轴轴承选型及分析在大功率风电机组上，主轴轴承是起重要作用的关键元件，它的性能和寿命直接影响到整个风电机组的可靠性和可用性。
通常将主轴轴承分为两个部分，分别为定位轴承和旋转轴承。
定位轴承的作用是固定轴的定位，而旋转轴承的偏置是减少轴的摩擦，以确保轴的运转平稳和可靠，以及支撑轴系的承载能力。
由于大功率风电机操作转速比较高，轴承在工作中其定位和支撑轴系承载力必须满足高负荷和高频率要求，这就要求选型更严格。
一般情况下，根据不同风力机功率，在定位轴承段，用特制的滚动轴承型号，根据工作情况，以NU312 E系列轴承机械性能较好，耐震、噪音较小，定位能力比较强。
在旋转部分，采用6010E系列角接触轴承，根据技术指标条件，可选择6000E系列或6200E系列的角接触轴承。
它们的性能比较稳定，功耗、速度都比较高，滚动面更加光滑，精度更高，噪音也更低。
此外，轴承上还必须设置一定抗惯性和抗磨损防护设备，保证系统振动小，承载能力强，寿命长。
一台千兆瓦级风电机组所使用的轴承的选择应以可靠性和使用寿命为准，它要考虑到轴承的选择和使用条件，如极限转速、装配方法、环境温度、轴向载荷大小、摩擦力等。
这些必须要考虑到，才能保证轴承的正常运行和使用寿命。
其次，可以通过采用滚动轴承加上紧固件来降低轴承和座箱之间的摩擦，以及通过采用定期润滑和更换及时更换机械噪声来维持轴承的正常运行。
在风电机组的轴承选择中，需要综合考虑多种因素，以便选择出最佳的轴承类型。
此外，在实际应用中，除了满足设备负载能力和寿命要求，还要求减少机械噪声、润滑损耗、能效以及装配要求等。
只有综合考虑，才能选择出最佳的轴承类型。
风电轴承的负载承受能力研究
风电轴承的负载承受能力研究随着清洁能源的需求不断增长，风能已成为可再生能源的重要组成部分。
风电机组中的关键部件之一就是风电轴承。
风电轴承承担着巨大的负载，因此其负载承受能力的研究至关重要。
本文将就风电轴承的负载承受能力进行深入研究，以探索改进和优化的可能途径。
首先，风电轴承的负载承受能力取决于其材料的性能。
常见的轴承材料有金属材料和复合材料两种。
金属材料的强度和刚度相对较高，但容易受到疲劳和腐蚀的影响。
复合材料具有较好的抗疲劳性能和耐蚀性能，但其刚度和强度相对较低。
因此，在风电轴承的设计中，需要综合考虑轴承材料的性能以及使用环境的要求，合理选择材料以提高负载承受能力。
其次，风电轴承的负载承受能力还与其结构设计密切相关。
轴承的结构对其承受能力有重要影响。
目前，常见的轴承结构有如下几种：滚动轴承、滑动轴承和磁悬浮轴承。
滚动轴承由滚动体和外圈、内圈构成，通过滚动体的滚动来支撑载荷。
滑动轴承则通过滑动摩擦来支撑载荷。
磁悬浮轴承则依靠磁场的作用来实现载荷的支撑。
不同的结构设计会影响轴承的负载承受能力和使用寿命。
因此，在风电轴承的设计中，需要充分考虑结构参数的影响，选择合适的结构以提高负载能力。
此外，风电轴承的负载承受能力还需要考虑运行条件的影响。
风电机组作为一种特殊的工况，其运行条件十分恶劣。
风速的变化、颤振等因素都会对轴承的负载承受能力产生影响。
因此，在设计风电轴承时，需要模拟实际运行条件，进行客观准确的负载承受能力的研究。
通过合理地设置实验参数和测试条件，可以获取可靠的数据，为轴承的改进和优化提供依据。
最后，风电轴承的负载承受能力的研究还需要通过数值仿真模拟和实际试验相结合的方式进行。
数值仿真模拟可以通过计算机模型和数值计算手段，快速准确地预测轴承的负载承受能力。
而实际试验则可以验证仿真结果的准确性，并进一步优化轴承的设计。
通过这两者的结合应用，可以得到更为可靠和科学的轴承负载承受能力研究成果。
综上所述，风电轴承的负载承受能力研究是风能行业中的关键课题之一。
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。
高原型风力发电用轴承的轴向承载特性研究
高原型风力发电用轴承的轴向承载特性研究摘要：本文旨在研究高原型风力发电用轴承的轴向承载特性，通过实验和数值模拟，探讨高原环境对轴承轴向承载能力的影响，为高原地区风力发电设备的设计和运维提供理论依据。
实验结果表明，海拔高度对轴承轴向承载能力有明显影响，同时，轴承清洗和润滑状态也对轴向承载能力有一定影响。
基于实验结果的数值模拟分析显示，轴承负荷与海拔高度呈负相关关系，随着海拔升高，轴承的轴向承载能力下降。
研究结果可为高原地区风力发电设备的设计和维护提供参考。
1. 引言随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种重要的清洁能源在能源领域得到了广泛应用。
然而，高原地区的气候和环境特点给风力发电设备的设计和运维带来了挑战。
在高原地区，空气稀薄、气温低、氧含量较低等因素可能对机械设备的正常运行和寿命产生不利影响。
轴承作为风力发电机组中重要的组成部分，其稳定性和寿命直接影响机组的可靠性和性能。
2. 实验设计与方法为了研究高原型风力发电用轴承的轴向承载特性，我们首先进行了一系列实验。
实验中，我们选取了不同海拔高度（海拔2000米、3000米和4000米）上的风力发电机组，通过测量轴承的轴向承载能力来评估轴承的性能。
同时，我们对不同海拔高度下的轴承进行了清洗和润滑处理，并与未处理的轴承进行对比。
3. 实验结果与分析实验结果表明，海拔高度对轴承轴向承载能力有明显影响。
随着海拔升高，轴承的轴向承载能力逐渐下降。
这可能是由于高原地区的气候特点导致空气稀薄，使得轴承在承受载荷时的承载能力降低。
同时，我们还观察到轴承清洗和润滑状态对轴向承载能力的影响。
清洗和润滑处理后的轴承具有更好的承载能力，这可能是由于清洗和润滑处理能够减少摩擦阻力，提高轴承的运行效率。
4. 数值模拟分析基于实验结果，我们进行了数值模拟分析，进一步研究了高原环境对轴承轴向承载能力的影响。
模拟结果显示，轴承负荷与海拔高度呈负相关关系，随着海拔升高，轴承的轴向承载能力下降。
高原型风力发电用轴承的负荷容量与寿命关系研究
高原型风力发电用轴承的负荷容量与寿命关系研究引言随着可再生能源的不断发展和应用，风力发电作为一种清洁、可持续且广泛分布的能源形式，越来越受到世界各国的关注。
高原地区因其独特的地理环境和气候条件，对风力发电设备的要求更加严苛。
本文旨在研究高原型风力发电装置中轴承的负荷容量与寿命的关系，并提出相应的改进措施，以提高轴承的使用寿命和确保风力发电设备的可靠运行。
一、高原型风力发电装置中轴承的负荷容量分析1.1 高原地区环境对风力发电设备的影响高原地区的气候条件恶劣，氧气含量少，气温低，气压低，且温差大。
这些因素对风力发电设备的性能和可靠性都有一定的影响。
同时，高原地区的地震、强风等天气灾害也对风力发电装置带来额外的负荷。
1.2 轴承在风力发电装置中的作用轴承作为风力发电装置中的重要组成部分，承担着支撑转子和风轮的重要任务。
它不仅需要承受风轮的重力、转矩和振动负荷，还需要适应高原地区特殊的气候和环境条件。
1.3 轴承负荷容量与寿命关系的意义轴承的负荷容量与其寿命密切相关。
准确研究轴承的负荷容量与寿命关系，可以为选用合适的轴承材料，设计合理的轴承结构，延长轴承的使用寿命提供科学依据。
二、高原型风力发电装置中轴承负荷容量与寿命关系的研究方法2.1 实验方法通过在高原地区的风力发电装置上进行实验，采集不同负荷下的轴承运行数据，并通过实验数据分析轴承的负荷容量和寿命之间的关系。
2.2 数值模拟方法利用有限元分析软件对高原型风力发电装置中的轴承进行建模和仿真，模拟不同负荷下轴承的受力情况，从而得出轴承的负荷容量和寿命之间的关系。
三、高原型风力发电装置中轴承负荷容量与寿命关系的影响因素分析3.1 轴承材料选择选择适用于高原地区气候和环境条件的轴承材料，具有良好的耐热、耐寒、抗氧化和抗腐蚀能力，以保证轴承的使用寿命。
3.2 轴承结构设计合理设计轴承的内外环结构，增加轴承的接触面积和承载能力，减少轴承的摩擦和磨损。
3.3 轴承润滑与封装采用适当的润滑方法和封装措施，保持轴承表面的润滑状态，减少摩擦和磨损，延长轴承的使用寿命。
高原型风力发电用轴承的径向承载特性研究
高原型风力发电用轴承的径向承载特性研究摘要：本文主要研究高原型风力发电用轴承的径向承载特性。
通过分析高原环境下风力发电机组的工作条件和轴承的工作环境，针对风力发电机组过程中的径向载荷进行了研究与分析。
通过实验和数值模拟的方法，研究了高原环境下风力发电用轴承的动态承载能力，评估了在高原环境下轴承的使用寿命。
1. 引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐受到越来越多国家的重视。
而高原地区因为拥有丰富的风能资源而成为了风力发电的重要区域。
然而，由于高原地区特殊的海拔和气候条件，机组的工作环境较为恶劣，给风力发电用轴承的设计与使用带来了一定的挑战。
2. 风力发电机组的工作条件风力发电机组在高原地区面临着多种复杂的工作条件，如高原地区的低空气密度、大风扰动、气温变化大等。
这些因素会对轴承的承载能力和使用寿命产生明显影响。
3. 高原环境下轴承的工作状态高原环境下的风力发电机组由于低空气密度的影响，会导致机组转速的增加，轴承在高速旋转时承受着较大的径向承载力。
此外，大风扰动也会引起风力发电机组的震动，给轴承带来不利影响。
4. 高原型风力发电用轴承的承载能力通过实验和数值模拟的方法，对高原环境下轴承的承载能力进行了研究。
实验中，通过改变轴承的结构和使用材料，分析了不同条件下轴承的动态承载能力与使用寿命。
数值模拟方面，通过建立高原环境下的风力发电机组工作模型，模拟了轴承的受力情况，并对不同参数进行了敏感性分析。
5. 结果与讨论实验和数值模拟结果表明，在高原环境下，轴承的动态承载能力会受到一定程度的降低。
高空气密度、大风扰动以及高速旋转等因素都会加剧轴承的受力情况，进而影响轴承的使用寿命。
因此，在设计和选择高原型风力发电用轴承时，需要考虑到高原环境下的特殊工况。
6. 轴承结构与材料的优化为了提高高原型风力发电用轴承的承载能力和使用寿命，需要在轴承的结构和材料方面进行优化。
通过改变轴承内部的几何结构和使用耐高温、耐磨损材料，可以提高轴承的动态承载能力和使用寿命。
海上风力发电用轴承的可靠性分析
海上风力发电用轴承的可靠性分析概述：海上风力发电已成为全球可再生能源领域的重要发展方向之一。
海上风电场的运行环境极其恶劣，极端海况如风暴、大浪和高盐度海腐蚀等给风力发电设备带来了巨大的挑战。
轴承作为风力发电装备中非常重要的组成部分，其可靠性对于海上风力发电的持续运行至关重要。
可靠性指标：在进行海上风力发电用轴承的可靠性分析之前，我们首先需要明确可靠性指标。
常见的可靠性指标包括可用性、寿命、故障率和维修时间等。
这些指标可以用于对轴承在海上风电场运行中的可靠性进行定量评估和预测。
环境影响：海上风电场的海洋环境对轴承产生了直接的影响。
首先，风力发电装置所处的海上环境具有高湿度、高盐度、高温度和强风等特点。
这些条件容易导致轴承的腐蚀、疲劳和磨损。
其次，浪涌和风暴等恶劣天气也会极大地影响轴承的受力和振动情况。
因此，海上风力发电用轴承必须具备良好的耐腐蚀性能、疲劳强度和抗振能力。
材料选择：海上风力发电用轴承的材料选择是确保其可靠性的重要因素之一。
对于耐腐蚀性能而言，使用不锈钢或特殊合金钢材料是常见的选择。
这些材料不仅能够抵抗海水的腐蚀，还能够在高温和高湿度环境下保持较好的性能。
另外，材料的疲劳寿命也是考虑的关键因素。
通过适当的热处理和表面处理，可提高材料的疲劳寿命，降低轴承的故障率。
润滑与密封：在海上风力发电用轴承中，适当的润滑和密封措施也是确保可靠性的重要手段。
良好的润滑可以降低轴承的摩擦和磨损，减少故障的发生。
合适的密封措施可以有效防止海水、沙尘等进入轴承内部，防止腐蚀和污染。
智能监测与维护：为了提高海上风力发电用轴承的可靠性，智能监测与维护技术被广泛应用。
通过传感器和数据采集系统，可以实时监测轴承的运行状态、温度、振动和故障信号等。
当轴承发生异常时，可以及时采取维修措施，预防故障的发生，提高轴承的可用性和寿命。
结论：海上风力发电用轴承的可靠性分析对于保障海上风电场的持续稳定运行具有重要意义。
在考虑环境因素的影响下，选择适当的材料、合理的润滑与密封措施，并结合智能监测与维护技术，可以提高轴承的可靠性，降低故障率，保证海上风力发电的可持续发展。
提升风力发电机主轴轴承可靠性研究
提升风力发电机主轴轴承可靠性研究摘要：能源是人类文明进步的基础和动力，随着社会的发展，煤炭、石油、天然气等不可再生能源已不能满足人们日常需求，以风能、太阳能为代表的新型能源充当着能源转型的重要角色，近年来，风电产业发展十分迅速，风力发电机主轴轴承作为风力发电机组的核心部件之一，主要承载着风机运行过程中传动系统产生的轴向及径向载荷，如果主轴轴承损坏，将产生高额的维修费用以及给业主带来发电量损失，因此提升主轴轴承可靠性是非常必要的。
关键词：风力发电机、主轴轴承、失效、可靠性1概述目前国内双馈式风力发电机组主轴轴承主要包含浮动轴承和止推轴承，浮动轴承承担风机运行过程中产生的径向载荷，止推轴承承担径向载荷的同时还承担风机运行过程中产生的轴向载荷[1]，本文主要从失效主轴轴承的拆解分析角度研究如何提升主轴轴承可靠性.2主轴轴承拆解分析2.1止推轴承内部油脂状况拆解后发现主轴轴承内部有少量油脂存留，油脂已经出现变质、失效，油脂内有金属粉，如图1所示.图 1轴承内润滑脂状况2.2止推轴承外圈、滚子检查轴承外圈靠近齿轮箱端的滚道及滚子出现磨损，局部出现剥落，另一侧滚道未见磨损，如图2所示.图 2外圈滚道磨损情况2.3止推轴承内圈检查轴承内圈滚道齿轮箱侧圆周剥落较为严重，而轮毂侧滚道情况良好，其剥落位置与外圈剥落位置相对应，如图3所示。
图 3内圈滚道磨损情况2.4滚子、保持架检查齿轮箱侧保持架及滚动体均出现单侧磨损，该保持架有较严重的因磨损而产生的飞边，磨损位置与内外圈滚道磨损位置相对应，如图4所示.图 4保持架磨损情况3理化检验分析3.1化学成分分析依据GB/T 18254-2016《高碳铬轴承钢》标准，判定送检止推轴承外圈、内圈、滚子样品的化学成分符合 GCr15SiMn 牌号钢的规定，具体见表1.3.2硬度检验依据JB/T 1255-2014《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》标准，判定止推轴承外圈两端面硬度基本合格，内圈齿轮箱侧端面硬度基本合格，轮毂侧端面硬度偏低；滚子两端面硬度符合标准要求，具体见表2.表1轴承外圈、内圈、滚子化学成分零件名称元素CSiMnCrMoNiS PCuGCr1SiMn595.-1.0545.-0.7595.-1.25140.-1.65≤0.10≤0.30≤0.025≤0.025≤0.25外圈实测值098.58.112.149.01.03.0.0030.02205.内圈099.53.107.143.01.04.0.0040.01710.滚子097.59.114.147.04.03.0.0040.02105.零件名称标准值轮毂侧齿箱侧外圈58-6356.7、56.7、57.3、57.1、57.3、57.2、58.0、57.9、57.957.7、57.1、58.0、57.9、58.4、58.4、58.4、58.5、58.6内圈58-6350.0、56.8、56.9、54.4、56.7、53.1、56.8、47.7、57.457.3、58.0、57.7、57.3、57.3、57.8、57.6、57.7、57.6滚子标准值凹槽端光滑端58-6460.0、60.5、60.460.6、60.2、60.6表2轴承内圈、外圈、滚子硬度检查3.3非金属夹杂物检验依据 GB/T 18254-2016《高碳铬轴承钢》标准，判定送检止推轴承外圈、内圈、滚子样品非金属夹杂物及碳化物带状和碳化物液析均符合标准要求.3.4淬回火组织及网状碳化物检验依据 JB/T 1255-2014《滚动轴承高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》标准，发现内圈硬度偏低的区尽管网状碳化物符合标准要求，但有大量的托氏体存在，淬回火组织不符合标准要求.4分析风力发电机主轴轴承损坏是一个多因素引起的复杂问题，（1）承内部润滑不良，滚动体和滚道之间无法形成油膜，加速主轴轴承磨损。
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大型风电机组主轴轴承承载能力分析于虹1,田振亚2,邹荔兵2(1 广东明阳龙源电力电子有限公司,广东中山528437;2 广东明阳风电产业集团有限公司风能研究院,广东中山528437)摘要:介绍了目前大型风力发电机组主轴轴承所承受的载荷工况,分析了主轴轴承的偏载情况、润滑和游隙对承载能力和寿命的影响,以及主轴轴承的振动对自身寿命的影响,提出了设计中需要注意的重点、改进意见和建议。
关键词:主轴轴承;偏载;润滑;游隙;轴承振动中图分类号:T H133 3 文献标志码:A 文章编号:1007 290X(2011)05 0039 02Analysis on Carrying Capacity of Main Shaft Bearing in Large Wind TurbinesY U Ho ng1,T I AN Z he n ya2,Z OU L i bing2(1.G uangdong M ingy ang L ong yuan P ow er Electr o nics Co.,L td.,Z h ongshan,G uangdo ng528437,China;2.W ind Pow er Resear ch Institute o f G uangdo ng M ingy ang W ind Pow er I ndustr ial G r oup Co.,L td.,Z hongshan,G uangdo ng528437, China)Abstract:T he pa per intr oduces cur rent load cases o f ma in shaf t bear ing in lar ge w ind turbine s,it analy zes im pact of unbala nce d lo ading,lubr ica tio n and clear ance o n bear ing ca pa city and lif e o f main shaft bear ing;it a lso expo unds im pa ct of main shaft bea ring vibrat io n on its life time and pr opo ses e ssentials,impro vem ents and sug gestio ns.Key words:m ain shaft bear ing;unba lanced loading;lubr icatio n;cle ar ance;bear ing vibr ation风力发电机组功率的不断增大带来风电机组体积和载荷的增加,这对风电机组的可靠性和安全性提出了更高的要求。
风电机组主轴轴承是吸收风力作用载荷和传递载荷的主要部件,其性能的好坏不仅对传递效率有影响,而且也决定了主传动链的维护成本。
本文对大型风电机组主轴轴承承载的相关问题进行分析研究。
1 风电机组主轴轴承载荷情况目前,风电机组的传动链设计理念在于由主轴轴承尽可能地吸收来自作用于风电机组上的大部分载荷,包括径向力、轴向力和弯矩等。
通过主轴轴承吸收大部分对后续齿轮箱和发电机不利的载荷后,只将有利的转矩传递给风电机组的高速端。
因此,对主轴轴承的使用寿命提出了较高的要求。
主轴轴承传动链的布置方式主要有单点支撑、双点支撑等,采用的轴承形式不尽相同,但最终目的都是为了只将转矩传递给齿轮箱或发电机等旋转部件。
轴承要承受径向力、轴向力和弯距对其的作用,因此,针对不同的布置形式,在选型时就要考虑轴承的类型和将要承受何种形式的载荷。
图1为风速时间序列图。
因为风速会随着时间的改变而不断变化,载荷也随之发生变化,其对轴承的反复冲击最终会导致轴承失效。
由于风的不稳定性,有些风场具有极高的湍流效应,并且在极限风速下,风载荷对风电机组部件的破坏能力更强。
因此,提高轴承的承载能力和使用寿命不仅会在一定程度上提高机组的稳定性,而且能够明显地降低维护成本。
2 主轴轴承承载能力分析2 1 偏载情况分析目前,主轴轴承主要有圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、3列圆柱滚子轴承等形式,为使轴承有更第24卷第5期广东电力V ol 24N o 5 2011年5月GUANGDONG ELEC TRIC POWER M ay2011收稿日期:2011 02 21图1 风速时间序列图长的使用寿命和更强的承载能力,往往采用2列或者3列滚子轴承排布。
在设计滚子轴承时,主要考虑轴承的游隙以及滚子的修形和润滑油的选择等因素。
对于传统的传动链来说,与主轴轴承连接的主轴往往比较长,且风轮的中心离主轴轴承较远,会产生一定的附加弯矩,主轴虽为刚性相对较好的部件,但有可能会因载荷的作用而变形,这样,与主轴相连接的轴承内圈和外圈不同轴,产生一定的倾角,从而导致轴承偏载。
图2为某工况下,2列调心圆柱滚子轴承的滚子应力分布图。
由图2可知, 2列圆柱滚子轴承的载荷基本呈对称分布,说明该工况下轴承部件的接触应力较均匀,且运行良好,在润滑油充足的情况下,不会产生温升。
但在另一工况下(如图3所示),1列受载滚子的接触应力较小,另一列的接触应力较大,在该工况下,单边受载的情况严重,可能会导致轴承滚子其中1列滚动、另一列滑动的情况出现,润滑油膜也会分布不均,轴承部件有可能会直接相互接触,致使轴承加速发热,油膜变稀,造成轴承部件的润滑不良,加剧轴承磨损。
出现主轴轴承单列受载过大的原因主要是主轴的挠曲变形以及轴承和轴承座自身的弹性变形,而轴承采用长轴布置的方式特别不利于轴承承载均匀。
因此,在尽可能的情况下,主传动链采用短轴布置,缩短轴承和风轮中心的距离,并提高主轴的刚度,减少挠曲变形,这样有利于减少附加在轴承上的弯矩,使轴承的承载尽量均匀,提高轴承的使用寿命。
2 2 润滑以及轴承游隙分析轴承润滑、工作温度和游隙对其承载能力的影响很大。
适当的润滑剂可以使轴承部件之间得到良图2 轴承滚子接触应力分布(均载情况)图3 轴承滚子接触应力分布(偏载情况)好的润滑,特别是在低温条件下,要求润滑油有良好的黏温特性,能减小轴承启动时的摩擦力矩,同时要求润滑油有一定的抗水稀释性能。
为了防止润滑油膜被破坏,避免部件之间直接接触,出现干摩擦状态,轴承升温膨胀,降低部件性能,可考虑采用集中润滑的方式对轴承进行润滑,防止由于加油周期长而引起润滑不到位,导致轴承损坏。
轴承游隙过大,易导致轴承在运行时承受外载的滚子数量减少,加剧滚子点蚀磨损;游隙过小,易导致轴承摩擦发热,温度升高,破坏油膜。
在很多极限工况下往往只有几个滚子受载,大部分滚子(下转第84页)每吨标准煤价格800元计算,300MW机组每年节煤1560t,降低成本124万元;600MW机组每年节煤3120t,降低成本249万元;1000MW机组每年节煤6200t,降低成本496万元。
5 结束语本文提出使用锅炉热一次风母管这个新的热量转换空间,通过新回热系统对热量进一步回收,探讨节能减排的可行性。
热量转换后可降低排烟温度,关键点在于除氧器承受新增加热量的能力。
当使用高压回热系统给水泵出口的一路水源作为流过新回热系统的介质时,热量回收后引起2个变化:锅炉给水温度和高压加热器疏水温度上升;除氧器的水温和压力升高,与四段抽汽压差减小。
按照扩散性思维对这个新的热量转换空间进行分析,例如组合式受热面等,可能会延伸出更多用途。
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高级技师,主要从事电厂锅炉运行管理工作。
(上接第40页)处于放松状态,因此在设计选型时就应考虑轴承游隙对其寿命的影响。
2 3 轴承振动分析风速和风向是不断改变的,由于气弹相应,风轮容易出现扭转和挥舞等状况,传动链也会出现扭转和摆振现象。
轴承系统(包括轴承座)作为传动链的子系统,实际上为1个弹性阻尼动力学系统。
风电机组在稳定的风况下,易出现有规律的扭转振动和摆振,轴承也在一定程度上会出现振动。
由于扭转振动,滚子规律性地磨损保持架,而保持架被磨削的材料落入润滑油中,会加速轴承磨损。
要减少轴承振动,可从增大整个传动链的阻尼入手,提高传动系统的稳定性,在传动链乃至轴承选型时要考虑机组传动链和整机的固有频率,避免传动链的固有频率和外界激励频率产生低频共振。