兆瓦级风电机组主轴轴承选型及分析
风电机组旋转部件轴承选型及作用的培训课件(一)
风电机组旋转部件轴承选型及作用的培训课件(一)风电机组旋转部件轴承选型及作用的培训课件教学内容1.引言：介绍风电机组旋转部件轴承的重要性及选用原则。
2.轴承的基本概念和作用：介绍轴承的定义、分类和在风电机组旋转部件中的作用。
3.轴承的选型原则：讲解在不同工况下如何选用适合的轴承，包括载荷、转速、寿命等因素的考虑。
4.轴承的安装和维护：演示轴承的正确安装方法和日常维护技巧。
教学准备1.PPT或投影仪：用于展示教学内容及示意图。
2.演示轴承：准备一些实际轴承样品，方便学生观察与研究。
3.教学课件：准备好包括教学内容、示意图和案例分析在内的课件。
教学目标1.了解轴承在风电机组旋转部件中的重要性和作用。
2.掌握轴承的基本概念、分类及选型原则。
3.学会轴承的正确安装方法和日常维护技巧。
4.能够根据工况选用适合的轴承并解决常见问题。
设计说明本课程设计以理论讲解为主，辅以实际轴承样品展示和案例分析。
通过PPT展示教学内容，结合示意图和实际轴承样品，讲解轴承的基本概念、作用、选型原则以及安装和维护方法。
通过案例分析，引导学生思考并解决实际问题。
教学过程1.引言–介绍风电机组旋转部件轴承的重要性和培训课程的目标。
–引发学生对轴承问题的兴趣，预热课程氛围。
2.轴承的基本概念和作用–定义轴承的概念，并讲解其分类。
–分析轴承在风电机组旋转部件中的作用，从减少摩擦、支持载荷、平衡运动和传递动力等方面进行说明。
3.轴承的选型原则–介绍轴承选型的基本原则，包括载荷、转速、寿命、安装空间等因素的考虑。
–结合实际案例，讲解如何根据工况选用适合的轴承。
4.轴承的安装和维护–演示轴承的正确安装方法，包括清洁、润滑、定位、固定等步骤。
–培训学生日常轴承维护的技巧，包括定期检查、润滑补充、故障判定等。
5.案例分析–结合实际案例，引导学生分析轴承故障原因并提出解决方案。
–鼓励学生参与讨论，扩展学生的思维和解决问题的能力。
课后反思1.总结本节课的重点内容和难点，巩固学生的知识。
风力发电机组轴承的寿命分析与优化设计
风力发电机组轴承的寿命分析与优化设计1. 引言随着对可再生能源的需求增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源选择，变得越来越受重视。
而风力发电机组作为风能转换为电能的重要设备，其正常运行和可靠性对整个发电系统的正常运行至关重要。
其中，轴承作为风力发电机组的关键部件之一，其寿命分析与优化设计对确保机组的可靠性和长期运行具有重要意义。
2. 风力发电机组轴承寿命分析2.1 轴承寿命的概念轴承寿命是指在特定工作条件下，轴承在持续运行中的预期寿命。
轴承的寿命不仅与设计参数和材料选用有关，还与工作环境、润滑状态、载荷等因素紧密相关。
2.2 轴承寿命的计算方法轴承寿命的计算通常基于标准化的方法，例如ISO 281滚动轴承寿命评估。
该方法考虑了轴承的额定负荷、额定转速和一系列修正因素，同时考虑了统计学因素。
根据这些计算，可以预测轴承的寿命，并为轴承的选择和维护提供依据。
2.3 影响轴承寿命的因素轴承寿命受多种因素的影响，其中主要因素包括载荷、转速、润滑、清洁度、温度和安装等。
在风力发电机组中，由于风能的特殊性质，风力发电机组轴承所面临的工作条件较为恶劣，因此对于轴承的寿命分析需要更加重视。
3. 风力发电机组轴承寿命优化设计3.1 选用合适的轴承类型和材料在设计风力发电机组时，应根据机组的工作条件和载荷特点，选择适合的轴承类型和材料。
例如，对于风力发电机组的主轴承，可以考虑使用滚动轴承或滑动轴承。
对于滚动轴承，需要选择适当的密封结构和润滑方式，以减少污染和磨损。
同时，轴承的材料也应考虑其抗疲劳和抗腐蚀性能，以提高寿命。
3.2 轴承运维管理风力发电机组轴承的运维管理是保证轴承寿命的关键。
应建立完善的维护管理制度，包括定期检查和维保计划、润滑管理、载荷监测等。
定期检查可以及时发现轴承的异常情况并采取相应的维修措施。
合理的润滑管理可以减少轴承的摩擦和磨损，延长寿命。
同时，通过载荷监测，可以了解轴承的实际工作状况，及时调整运行参数，以降低轴承的负荷，延长寿命。
海洋风力发电设备中的轴承设计与选型研究
海洋风力发电设备中的轴承设计与选型研究引言：随着能源需求的不断增长和对环境保护意识的提高，海洋风力发电作为一种可再生能源的重要组成部分，得到了广泛关注和应用。
然而，在海洋环境中运行的风力发电装备面临着复杂的工作条件和高度的环境侵蚀。
轴承作为其中关键的组成部分，承载着风力发电机组的旋转和载荷，其设计与选型的研究变得至关重要。
一、海洋环境对轴承的影响1. 盐雾腐蚀：海洋环境中的高浓度盐雾对轴承的金属部件容易造成腐蚀，降低其使用寿命。
2. 潮湿和湿润环境：海洋环境中的高湿度容易导致轴承的润滑脂、密封元件等出现损坏，从而影响其正常工作。
3. 冲击和振动：海洋环境中的大浪和潮汐力会给轴承带来冲击和振动，增加轴承在工作时的负荷和应力。
4. 高温和低温：海洋环境中的极端温度会使轴承的材料性能发生变化，影响其工作性能。
二、轴承设计与选型的研究1. 材料选择：海洋环境中的盐雾腐蚀是轴承材料最常见的破坏原因之一，因此，选用在海洋环境中抗腐蚀性能强的材料非常重要。
不锈钢、高温钢和高强度合金等材料广泛用于海洋风力发电设备中的轴承。
2. 密封性设计：轴承的密封结构对于防止海洋环境中的湿润和盐雾侵入起到重要作用。
采用特殊的密封设计和耐候胶密封材料可以有效提高轴承的工作可靠性和使用寿命。
3. 润滑设计：轴承在高湿度环境中的工作要求采用具有良好耐水性和抗盐雾侵蚀性的润滑脂。
此外，润滑系统的设计需要考虑到高湿度环境下的自动补给和排出水分的功能。
4. 结构设计：由于海洋环境中的冲击和振动较大，轴承的结构设计应考虑到增加几何尺寸、增强刚度和使用减阻器等方式来增加轴承在冲击和振动下的耐久性。
三、轴承选型的优化方法1. 载荷计算：根据风力发电设备的工作条件和风能特点，对轴承在海洋环境中受到的载荷进行准确计算，以确定所需的承载能力和承受能力。
2. 可靠性分析：通过对轴承所承受的载荷、转速、温度等工作参数进行分析，预测轴承的故障概率和工作寿命，以提高轴承的可靠性。
浅谈风力发电机专用的轴承
精心整理
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
1.4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
精心整理
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工作性能。
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。
风机主轴轴承及选配
滚动轴承例举
∗ 按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承 ∗ 按滚动体的列数，可分为单列、双列及多列
滚动轴承的特点
∗ 摩擦阻力小，起动机运转力矩小，启动灵敏，功 率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、 安装及维修方便等。 ∗ 与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺 寸打，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且 噪声较大，抗冲击能力较差
∗ 热处理： 热处理：
∗ 国内风电轴承生产企业的热处理还停留在保护气氛的少氧化加热，采 用99.8% 以上氮气＋甲醇或只通入甲醇作为保护气氛，炉内碳势不易控 制，热处理后零件有少量脱碳层，基本可满足磨削要求。但在倒角、 油沟等不磨削位置仍有残留脱碳层，特别对滚动体的使用寿命还是有 一定影响。目前国外先进风电轴承企业已全面推广可控气氛的无氧化 加热，采用高纯氮气＋丙烷，炉内碳势可控制，保证炉内气氛的碳势 与加工零件含碳量基本一致，确保加工风电轴承零件无氧化。目前先 进轴承钢中氧含量要求在4 × 10 -6 以下。
风机主轴承制造关键技术
∗ 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，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。风力 发电机的可靠性要求超过20年，而作为为其配套的轴承，也 要求具有超过20年的使用寿命；风力发电机在2-3级风时就要 启动，轴承结构需要进行特殊设计以保证低摩擦、高灵敏度。 根据其同时承受轴向载荷、径向载荷和冲击载荷的受力特点， 由于涉及多学科，要特别注意制造轴承零件所用材料的优选、 材料质量控制、工艺措施以及特大型轴承寿命等关键技术的 研究和应用。
主轴轴承选配
选由于滑动轴承一般单独承受径向或轴向载荷，只需满足此载 荷即可。但由于滚动体间需完全或不完全被油膜分开，对压 强、转速、油粘度等还有复杂要求。 ∗ 寿命需满足风机既定要求。
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)第一章滑动轴承概述1.1 滑动轴承总体特点：轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
大型风电机组主轴轴承承载能力分析
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。
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程林志;曹胜平;刘晓辉【摘要】With the development of wind power industry,the power class of wind turbine is basically MW in the mar-ket,and the rating power has showed growth trend.It introduced the 3-point support main bearing design and 2-point sup-port main bearing design in MW wind turbine.For 2-point support main bearing design,it had 7 kinds of structure and in-troduced them.The advantages and disadvantages were analyzed.It can be used to provide some references in main bearing design and selection of MW wind turbine.%随着风电产业的发展,市场上供应的风电机组的功率等级基本上是兆瓦级,而且功率呈现增长趋势.介绍了兆瓦级风电机组3点支承和2点支承的主轴轴承设计,其中2点支承的主轴轴承方案包括7种结构形式,对各种结构形式进行了介绍,并对其优缺点进行了分析,为兆瓦级风电机组主轴轴承设计选型提供了参考.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P49-53)【关键词】兆瓦级风电机组;主轴轴承;集成设计【作者】程林志;曹胜平;刘晓辉【作者单位】许昌许继风电科技有限公司,河南许昌 461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌 461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TH212;TH213.3风电机组主轴轴承是风电机组的核心部件，由于其所使用的环境恶劣(腐蚀、风沙、潮湿和低温)、受载情况复杂以及安装维护不便，所以应对主轴轴承的设计和选型进行充分的分析和论证，确保其在20年寿命内能安全可靠地运行。
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。
16兆瓦海上风力发电机绝缘轴承设计
一、概述随着全球能源需求的不断增长，可再生能源成为人们关注的焦点。
风力发电作为一种清洁的能源形式，受到了越来越多的重视。
而海上风力发电更是因其稳定的风力资源和更大的发电潜力而备受青睐。
在海上风力发电机中，绝缘轴承作为关键的传动部件之一，其设计和性能对整个风力发电机的安全运行和效率起着至关重要的作用。
本文将围绕16兆瓦海上风力发电机绝缘轴承设计展开论述。
二、绝缘轴承的作用和特点绝缘轴承作为风力发电机中的重要部件，承担着承载转子重量和旋转惯量、传递风能、抗风荷载变化、减小发电机机械磨损等作用。
在海上风力发电机中，绝缘轴承的设计需要具备良好的防腐蚀性能和抗海水侵蚀能力，以保证风力发电机在潮湿的海洋环境中长期稳定运行。
三、16兆瓦海上风力发电机绝缘轴承的设计要求1. 承载能力：16兆瓦海上风力发电机较大的功率需要绝缘轴承具有较强的承载能力，能够承受风力发电机长时间高速运转带来的巨大载荷。
2. 防腐蚀性能：海水中盐分含量较高，容易对金属零件产生腐蚀，因此绝缘轴承的设计需要具备良好的防腐蚀性能，延长使用寿命。
3. 自润滑性能：由于海上风力发电机的特殊工作环境，绝缘轴承需要具备较好的自润滑性能，减少维护成本和提高可靠性。
4. 耐磨损性能：海上风力发电机长期暴露在海洋环境中，风力发电机机械磨损会严重影响其运行效率，绝缘轴承需要具备良好的耐磨损性能，保证长期稳定运行。
四、16兆瓦海上风力发电机绝缘轴承的设计方法1. 选材：选用耐腐蚀性能优良的不锈钢材料，如316不锈钢等，用于制造绝缘轴承的关键零部件，保证其在潮湿海洋环境中的良好耐腐蚀性能。
2. 表面处理：采用特殊的表面处理技术，如阳极氧化处理、渗碳处理等，提升绝缘轴承的防腐蚀能力和硬度，延长使用寿命。
3. 润滑设计：采用高性能的自润滑材料或特殊的润滑脂，保证绝缘轴承在长期运行中始终保持良好的润滑状态，减少机械磨损。
4. 结构设计：采用合理的结构设计，增加轴承的承载能力，保证其在16兆瓦海上风力发电机的高负荷工作条件下不会出现失效。
风力发电机组轴承的运动学与动力学分析
风力发电机组轴承的运动学与动力学分析引言：风能作为一种清洁、可再生的能源，正得到越来越广泛的关注与应用。
而其中的关键设备之一就是风力发电机组，它负责将风能转化为电能。
而在整个发电机组中，轴承作为连接叶轮和发电机箱体的重要部件，对于整个系统的运行稳定性和寿命起着至关重要的作用。
在本文中，我们将会对风力发电机组轴承的运动学与动力学进行详细分析。
一、风力发电机组轴承的类型和工作原理风力发电机组轴承的类型多种多样，常见的包括球轴承、滚子轴承和滑动轴承等。
其工作原理是通过轴承的滚动或滑动来减小叶轮与发电机箱体之间的摩擦力，从而降低能源转化过程中的能量损耗。
二、风力发电机组轴承的运动学分析风力发电机组轴承的运动学分析主要涉及轴承的运动路径、速度和加速度的计算与分析。
在实际应用中，主要通过传统的运动学方法和现代的计算机模拟技术来完成。
1. 运动路径的分析风力发电机组轴承的运动路径主要由风轮的旋转和叶轮的运动决定。
在分析过程中，需要考虑到叶轮的叶片数、叶片形状和叶片伸长角度等因素的影响。
2. 速度的计算与分析风力发电机组轴承的速度分析主要包括叶轮的线速度和轴承滚子或滑动面的速度。
对于叶轮的线速度计算，需要考虑到叶轮的直径和转速等参数；而对于轴承滚子或滑动面速度的计算，需要考虑到转速和轴承几何结构等因素。
3. 加速度的计算与分析风力发电机组轴承的加速度分析主要涉及到叶轮和轴承的加速度。
在实际应用中，需要综合考虑风力瞬变和受力矩的影响，通过数值模拟和实测数据进行分析和计算。
三、风力发电机组轴承的动力学分析风力发电机组轴承的动力学分析主要涉及到叶轮与轴承之间的力学关系、振动特性和动力响应等问题。
在整个分析过程中，需要考虑到风力的作用、轴承的结构特点和叶轮的质量分布等因素。
1. 力学关系的分析风力作为驱动叶轮转动的动力源，对风力发电机组轴承的工作状态具有重要影响。
在分析过程中，需要考虑到风力的大小、方向和位置等因素，并结合轴承的材料特性和受力情况进行全面分析。
风力发电机主轴承的选型设计和保养维护
风力发电机主轴承的选型设计和保养维护【摘要】风力发电机主轴承支撑机械旋转体，吸收作用于风机上的大部分载荷，包括径向载荷、轴向载荷和弯矩等，因此容易发生轴承疲劳磨损甚至失效故障。
本文从主轴承选型设计及日常维护保养着手，通过实例分析，探究了如何及早发现轴承隐患并提高轴承寿命。
【关键词】主轴承，维护，寿命一、引言：传动系统是风力发电机最重要的系统之一，主轴在传动系统中起到传递扭矩及吸收振动的重要作用，使得齿轮箱只承受风轮扭矩且风轮负载对齿轮箱只有很小的冲击作用。
而主轴承主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。
主轴承因需要承载风轮产生的弯矩及推力，常采用双列滚动轴承作为径向及轴向支撑。
风力发电机工作环境一般十分恶劣，受力非常复杂，主轴承除了承受较大的径向载荷外，还承受部分轴向载荷，因此极易发生磨损，引起风机异常振动和噪声，甚至发生灾难性事故。
主轴承一旦失效，因其难以吊装和更换，将严重影响风机可利用率并影响机组安全。
加之目前风机逐渐国产化，而国产轴承在材质、加工工艺、设计方面仍有待改进，因此如何通过轴承的选型设计和日常的维护保养提高主轴承的寿命就成为风电行业的重要课题。
二、实例分析某风电场位于广东省汕头市南澳岛，投产于2000年7月，共装有原丹麦NEG-Mikon的NM750/44风电机组18台，装机容量为13.5MW，长期运行在海岛盐雾环境下已近16年。
该风机主轴承为FAG生产，主轴承分别于2006年和2013年，进行过解体清理。
2015年9月，该风电场发生过一起主轴承损坏事件，现场人员在巡视过程中发现一台风机停运，风机控制面板并无风机故障和告警。
当时平均风速6m/s左右，登机检查发现主轴承端盖（两半圆形端盖）受挤压型变，且有大量黑色油脂溢出（图1、2），判断为主轴承损坏。
由故障损坏检查情况分析其原因，有以下几点可能：1、该风电场为沿海风电场，风况较佳，风机长期处于大负荷运行状态。
风力发电机驱动器用轴承选型及计算
Ｏｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ２ Ｏ １ ７
Ｎｏ． ２０ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ｎｏ． ３９ ０
第 ２ Ｏ期 总 第 ３ ９ ０期
风力 发 电机 驱 动 器 用轴 承 选型 及计 算
王 超
（ 辽 宁机 电职 业 技 术 学 院 自动 控 制 工 程 系 ， 辽 宁 丹 东 １ １ ８ ０ ０ ９ ） 摘 要 ： 为 了 解 决 风 力 发 电机 偏 航 驱 动 器 轴 承 型 号 的 问题 ， 根据 风 电场 的载荷 、 工作环 境 、 布 置 方 式 等 条件 ， 为 驱 动 器 选 择 了 两 个 圆锥 滚 子 轴 承 ， 并 对轴承 进行 了强度和 寿命 计 算 ， 计 算结 果表 明 ： 轴 承 的 安 全 系数 和 寿 命 都 满 足 风 力 发 电 机 的 使 用 要 求 。 关 键词 ： 风 力 发 电机 ； 轴承； 选型； 计 算
土 Ｅ
一 ’
寿命 长 等优点 。广泛应 用 与汽 车 、 铁 路货 车 、 工 程机 械 等行 业［ ５ ］ ， 并 综合 上述 分析 可知 ， 驱 动器 轴 承适 宜 采 用 圆锥滚 子轴 承 ， 采 用 润 滑 脂 润 滑 。 考 虑 到 驱 动 器 主轴 的实 际尺寸 ， 驱 动器 轴承具 体 型号 为 ： ３ ２ ２ ３ ２ ／ Ｐ６ 、 ３ ２ ０ ３ ２ ／ Ｐ６ 。 圆 锥 滚 子 轴 承 的 布 置 方 式 可 以 是 面 对面， 也 可 以是 背 靠 背 形 式 。 由 于 偏 航 驱 动 器 不 会 承受 很 大 的 力 矩 作 用 ， 故 选 择 面 对 面 布 置 方 式 ］ 。 驱 动 器 轴 承 布 置 方 式 如 图 ２所 示 。
考虑 到驱 动 器 在 使 用 周 期 内会 进 行 适 当 的检 修 、 维护 ， 所 以应采 用可 分离 式轴 承 。
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。
兆瓦级风力发电机组主轴强度分析及优化研究
１６ ５６％ ꎬ主轴的可靠性及经济性得到了一定程度的提高ꎮ
关键词:主轴强度ꎻ有限元分析ꎻ响应面法ꎻ多目标优化
中图分类号:ＴＨ１１４ꎻＴＫ８３ 文献标识码:Ａ
文章编号:１００１ － ４５５１(２０２１)０７ － ０９２３ － ０６
Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｍａｉｎ ｓｈａｆｔ ｏｆ ＭＷ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ
相对轴肩深度的基础上ꎬ实现了主轴的轻量化设计ꎮ 李
秀珍等
[８]
以主轴质量最轻为优化目标ꎬ基于 Ｉｓｉｇｈｔ 平台
模型建模难点在于主轴承模拟ꎮ 本文提出一种等
散的层状体模拟滚子ꎮ
滚子层状体模型如图 ３ 所示ꎮ
对其进行了优化设计ꎬ获得了其最优参数ꎬ并提出了一
种基于结构等应力设计确定变量上、下限的方法ꎮ
在以往的大部分研究工作中ꎬ对局部尺寸常采用
收稿日期:２０２０ － １１ － ０３
基金项目:浙江省科技计划资助项目(２０１７Ｃ０１１１２)
作者简介:赵佰余(１９９０ － ) ꎬ男ꎬ浙江温州人ꎬ硕士研究生ꎬ工程师ꎬ主要从事风力发电机组机械结构设计与优化方面的研究ꎮ Ｅｍａｉｌ:ｚｈａｏｂａｉｙｕ＠
ｈｅａｇ. ｃｏｍ
机 电 工 程
极限工况下主轴应力云图如图 ５ 所示ꎮ
图 ７ 主轴拟合 Ｓ / Ｎ 曲线
图 ５ Ｍｙｚ＿ｍａｘ 工况主轴应力云图
由图 ５ 可见:考虑材料安全系数为 １. １ꎬ主轴许用
屈服强度 ４４５ ＭＰａꎬ主轴等效应力最大值 ３８２. ７４ ＭＰａꎬ
安全余量为 １６. ２７％ ꎮ
１. ３ 疲劳强度
主轴疲劳损伤的计算流程如图 ６ 所示ꎮ
９２４
第 ３８ 卷
风力发电机组齿轮箱轴承选型
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运转精度，一些精密机械有的轴承，可用磨损量来确定轴承寿命。
疲劳剥落可根据使用寿命，由基本额定动载荷限定载荷能力；过量永久变形可由基本额定静载荷限定载荷能 力；磨损尚无统一的计算方法。
由于轴承的损坏的主要是由于噪声、温度、速度、振动、对中、润滑情况、轴承状态等因素造成的。在轴承 工作位置可安装相应的传感器和测试仪器进行检测。根据检测信号的异常程度即可判断轴承是否损坏。对于齿轮箱的 轴承应进行实时监测，以便提前发现故障。
2．轴承的设计 轴承设计应考虑以下两个条件： （1） 静态承载能力，通常考虑极限载荷； （2） 轴承的使用寿命，通常考虑额定运行载荷。 轴承的设计计算一般按照DIN281或轴承制造商提供的方法进行。 （1） 极限负荷下的载荷承受能力 极限负荷下的载荷承受能力，其安全系数不应小于2。静态承载能力定义为轴承的静态负载Co与等效静态负荷 Po之比。 （2） 使用寿命确认 使用寿命计算采用估算法，其故障的可能性应低于10%，计算的使用寿命不小于130000小时。计算时应考虑轴 承的温度、润滑方式、润滑剂粘度、油膜间隙等。 平均等效动态轴承载荷 其中，Peqi——等效动态轴承载荷 ni——Pi作用下轴承旋转的次数 N——轴承旋转的总次数。 平均等效动态轴承载荷的分析采用简化的载荷变化频谱： 平均等效动态轴承载荷的确定，基于额定载荷的60%，P60=60%Pr。在此基础上叠加一个变化幅度为±30% 额定载荷的正弦分量， 但考虑到风力机运行工况的复杂性，有关专家荐议： 如果考虑风力扰动，Peq1=0.77Pr 如果考虑风力高频变化因素，Peq2=0.033Pr 如果考虑风力机长时间过功率，Peq3=0.05Pr 如果考虑环境温度等因素，Peq4=0.02Pr 如果考虑齿轮箱自身的动力学因素，Peq5=xPr 因此如果考虑到上述因素，Peq=0.85Pr
风机主轴轴承及选配
滚动轴承例举
∗ 按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承 ∗ 按滚动体的列数，可分为单列、双列及多列
滚动轴承的特点
∗ 摩擦阻力小，起动机运转力矩小，启动灵敏，功 率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、 安装及维修方便等。 ∗ 与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺 寸打，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且 噪声较大，抗冲击能力较差
∗ 热处理： 热处理：
∗ 国内风电轴承生产企业的热处理还停留在保护气氛的少氧化加热，采 用99.8% 以上氮气＋甲醇或只通入甲醇作为保护气氛，炉内碳势不易控 制，热处理后零件有少量脱碳层，基本可满足磨削要求。但在倒角、 油沟等不磨削位置仍有残留脱碳层，特别对滚动体的使用寿命还是有 一定影响。目前国外先进风电轴承企业已全面推广可控气氛的无氧化 加热，采用高纯氮气＋丙烷，炉内碳势可控制，保证炉内气氛的碳势 与加工零件含碳量基本一致，确保加工风电轴承零件无氧化。目前先 进轴承钢中氧含量要求在4 × 10 -6 以下。
风电主轴轴承现在都是通用轴承，其中一部 分要发展成为专用轴承，这是一种趋势。
∗ 随着风力发电机的发展，大功率的风力发电机成为市场发展的 趋势，较高的功率密度也成为各主机制造商争相追赶的目标。 随着风电机组单机容量的增大，一个主要的设计方向是降低机 舱重量，也即降低每千瓦电力所需的原材料投入（kg/kW）。 ∗ 很多研究以及目前主要制造商的设计趋势表明，圆锥滚子轴承 更能适应大型风电机组的运行。圆锥滚子轴承专为承受既有径 向力又有轴向力的复合载荷而设计，在风速和风向随时发生变 化的情况下，是掌控应力的理想选择。该类轴承功率密度高， 能在最紧凑的布局中提供最佳性能，为风机长期稳定的运行提 供保障。无论用于齿轮箱还是主轴上，圆锥滚子轴承的设计都 能在保证可靠运行的基础上有效的控制轴承尺寸和主轴及齿轮 箱等相关部件的尺寸，防止机舱重量增加过多，有助于风机设 计的进一步升级。