风电机组变桨、偏航轴承使用手册

风电机组变桨、偏航轴承
使用手册
大连冶金轴承股份有限公司
前
变桨、偏航轴承对风机设计时结构的要求
言
a. 变桨、偏航轴承变桨、偏航轴承安装面必须与安装支承面的尺寸相同。 b. 变桨、偏航轴承安装表面设计负载时的最大变形量 在承受负载的状态下，风机的变桨、偏航轴承安装支承面会产生变形，超过一 定范围就会使变桨、偏航轴承不能正常旋转，甚至会造成风机不能正常工作，风 机在设计时要通过有限元分析计算，保证装支承面负载时产生的变形不超过（表 一）允许的最大负载变形。 表一 轴承回转 中心园直径 允许偏差 ≥ 1000 0.40 安装支承面允许的最大负载变形 ≥ 1250 0.48 ≥ 1500 0.50 ≥ 1750 0.61 ≥ 2000 0.67 ≥ 2500 0.80
B：安装法兰面宽度
垂直度偏差 δ w 是指在安装法兰面宽度范围内角度的偏差。 垂直度偏差 δ w 在安装法兰面宽度范围偏差不大于平面度偏差的50%
表二
变桨、偏航轴承安装支承面平面度偏差要求表 ≥ 1000 0.15 ≥ 1250 0.18 ≥ 1500 0.20 ≥ 1750 0.23 ≥ 2000 0.25 ≥ 2500 0.3
282 367 448 554 653 896 1043 1177 1405 1622 1887 2138 2441
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三．使用维护
1．点捡周期 点捡周期 每周 首次运行三个月时 每三个月 检查与维护内容 加注变桨、偏航轴承沟道和齿轮润滑脂（集中自动润滑） 检查螺栓预紧力，必要时拧紧 加注变桨、偏航轴承沟道和齿轮润滑脂（手动润滑） 检查润滑脂收集容器，清空废润滑脂，必要时更换收集容器。 每六个月 每十二个月 检查密封圈，如失去密封效果，及时更换。 检查螺栓预紧力，必要时拧紧
11Leabharlann 完成安装后变桨、偏航轴承必须稳定均匀的旋转。因为与变桨、偏航轴承相 安装的部件偏差和螺栓拧紧的作用力对旋转都有影响， 影响严重时会产生比较大 的启动摩擦力矩。 表十二 安装螺栓紧固过程拧紧力矩的分配 步骤 1 安装螺栓尺寸 30%
拧紧力矩 MA
步骤 2 80%
单位 Nm
步骤 3 100%
紧固件等级:10.9
模数 允许的侧隙
22 0.66~0.88
24 0.72~0.96
25 0.75~1.00
28 0.84~1.12
30 0.9~1.20
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(3). 侧隙的调整， 将齿圈齿跳标识位置转到与驱 动齿轮的啮合位置，用塞尺检测侧 隙。 （如图）所示，若啮合最紧密点 上的数值与给定数值有偏差，则必须 移动驱动齿轮，调整与变桨、偏航轴 承齿圈的中心距；若驱动齿轮不能移 动 则 可 通 过 调 整 变 桨 、 偏 图十一 航轴承来齿轮中心距。若以上方法仍
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表九
公制螺纹使用力矩扳手时拧紧力矩和预紧力 拧紧扭矩 螺栓等级 10.9 安装螺栓尺寸 单位:Nm Nm M20 M22 M24 M27 M30 481 661 830 1230 1661 安装预紧力 螺栓等级 10.9 单位:kN KN 173 216 249 328 398
表十
液压拉伸器拧紧螺栓的预紧力 安装预紧力 螺栓等级 10.9 紧固螺栓尺寸 单位:kN KN M24 M27 M30 M33 M36 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 M68
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支承面平面度、垂直度的不合格零件。 d. 齿轮啮合的侧隙调整 在变桨、偏航轴承安装螺栓初步预紧后，应调整齿圈与驱动齿轮侧隙，保证 运转平稳和灵活。 (1).齿轮跳动的标识： 变桨、偏航轴承齿圈在出厂时，在齿轮跳动最大处的齿和相邻的齿用绿色油 漆做了涂色标识。 (2).侧隙的安装要求 齿圈与驱动齿轮的侧隙要求 Dr(侧隙)=(0.03~0.04)m m—齿轮模数 允许齿圈与驱动齿轮的侧隙范围见表十一。 应该注意的是： 齿圈与驱动齿轮的侧隙太小会产生反作用力，加速磨损啮合部 位，甚至可能会损坏小齿轮。齿圈与驱动齿轮的侧隙过大会导致摆动和振动，甚 至可能会损坏齿面。 单位：mm
M20 M24 M30
144 249 498
385 664 1329
481 830 1661
表安装螺栓紧固过程预紧力矩的分配 步骤 1 紧固螺栓尺寸 30%
预紧力 FM
步骤 2 80%
单位:kN
步骤 3 100%
紧固件等级:10.9
M24 M27 M30 M33 M36 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 M68
表十一 模数 允许的侧隙
允许齿圈与驱动齿轮的侧隙范围表 4 0.12~0.16 5 0.15~0.20 6 0.18~0.24 1 8 0.24~0.32 10 0.3~0.40
模数 允许的侧隙
12 0.36~0.48
14 0.42~0.56
16 0.48~0.64
18 0.54~0.72
20 0.6~0.80
le ：啮合深度
基座材料的抗拉强度 Rm
N / mm2
Le=1.4*ds Le=1.1*ds Le=0.9*ds
图八
变桨、偏航轴承材料界面允许的最大压力 材料 42CrMo4V 最大表面压力（ N / mm2 ） 800
4．紧固螺栓的紧固力矩和预紧力 正常情况下，螺栓通过预紧力就能保证螺栓紧固稳定。通过正确使用预紧力 矩扳手安装螺栓是能够保证的。紧固螺栓的紧固力矩和预紧力见表九、十 注意事项： a. 严禁使用一字或十字螺栓； b.严禁使用弹簧锁紧环和弹簧垫片 c.请勿使用已用过的螺栓、螺母和垫圈等 d.仅使用高质量的垫圈 e.根据螺栓尺寸和质量来调节最大的旋量。
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最小螺纹啮合深度 螺栓的最小最小螺纹啮合深度取决于连接结构的抗拉强度 表八 最小螺纹啮合深度表 最小螺纹啮合深度 Le 紧固等级 10.9/8 级 500 至 700 700 至 900 超过 900 基座材料抗拉强度必须 大于 500 ( N / mm2 )。 图八所示 ds：螺栓直径 lk ：铆长
轴承回转 中心园直径 允许偏差
≥ 3000 0.93
≥ 3500 1.06
≥ 4000 1.20
≥ 4500 1.33
≥ 5000 1.46
一．包装、运输和储存
1.变桨、偏航轴承内层用聚乙烯薄膜缠包，用胶带粘牢；中间用牛皮纸。外层用 编织带。外面贴上产品标识；装入包装箱，封上盖板；包装箱的底部应有支撑变 桨、偏航轴承的框架，外侧面刷有唛 头。 2.运输 运输时，变桨、偏航轴承必须保持 水平状态，包装箱下垫防震垫减少震 动并和车箱捆扎牢靠，防止滑落。未 拆箱吊装时，要在包装箱标识的位置 放置起吊绳进行起吊。如（图一）所 示。
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二．安装和调试
1.变桨、偏航轴承与安装支承面的清理 变桨、 偏航轴承与安装支承面安装前， 需对变桨、 偏航轴承安装面、 风机轮毂、 机架的安装支承面进行检查， 防止污物污染或 附着在安装接触面上， 若有存在污物， 必须采 用不腐蚀密封材料的清洗剂 （如酒精、 清洗用 汽油、煤油）对污染部位进行清洗；用无毛抹 布清除硬化油脂、 灰尘和粗糙的脏物并严格清 除安装与支承面的颜色残留物、汗水和毛发。 对变桨、 偏航轴承清洗时， 不能采用腐蚀密封 材料的清洗剂和高压清洗， 若采用将可能损坏 变桨、偏航轴承。如（图三）所示 2.测定安装支承面的平面度偏差和垂直度偏差 测定安装支承面平面度偏差和垂直度偏差， 可以用测量板和百分表测量安装 支承面；另外用激光干涉仪或三坐标仪都能很好的测量。 a.平面度偏差 δ p （图四）所示 （图三）
不可行则应停止安装。 注意事项：啮合侧隙应符合允许齿圈与驱动齿轮的侧隙范围表得规定要 求，若超过要求的范围可能会损坏齿轮。 e.变桨、偏航轴承安装螺栓的紧固 紧固螺栓应在变桨、偏航轴承未受负荷的情况下进行。 为保证螺栓的预应力和防止变桨、偏航轴承变形， 紧固螺栓应按下列程序进行： (1)．首先紧固不带齿轮的套圈，再紧固带齿轮的套圈。 (2).对螺栓螺纹用机油浸润（使用粘合剂锁紧螺栓的无需油润滑） 。 (3).以‘十字交叉模式’分 3 步分别以 螺栓预紧力的 30％，80％和 100％的比 例，按照表表十二规定的数值，先后拧 紧螺栓。 （如图十二）所示 (4).此过程中， 每一次只螺栓拧到规定的 预紧力，多次重复十字交叉模式，拧紧 螺栓。 (5).如果使用液压拉伸器预紧螺栓，螺栓 预紧力不应超过螺栓屈服强度的 80％。 在拧紧调试过程中，应多次进行旋转检查，检查变桨、偏航轴承是否稳定均 匀的旋转 图十二
图九 装球孔：装球孔位置，安装时按软带对待， 不标示。
图十 b.软带的安装位置。 软带的安装位置要由风电机组生产商，在设计风机时，根据载荷情况计算出变 桨、偏航轴承不承受或很少承受倾覆力矩的位置，将此位置定为软带安装位置。 在安装时，必须保证变桨、偏航轴承的软带位置与轮毂、机架、塔架法兰规定 的软带安装位置相重合，如相差距离太远，会造成变桨、偏航轴承在使用中出现 早期损坏。 c.变桨、偏航轴承端面与安装支承面的安装间隙检查 变桨、偏航轴承安装到安装支承面上后，要用塞尺检查检查变桨、偏航轴承 端面与安装支承面的间隙，保证完全接触；若间隙超过表的规定，必须更换安装
图四
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δ p :平面度偏差。
最大 δ p =平面度 最大偏差值。 U：周长 平面度最大偏差值 δ p 在 圆周方向上180范围只允 许出现一次，整个圆周面 的平面度偏差数值接近正 弦曲线分布。如（图五） 所示
图五 平面度偏差 δ p 不大于表二的规定
b. 垂直度偏差 δ w
图六
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图六所示 δ w ：垂直度偏差
轴承回转中心园 直径（mm） 允许偏差（mm）
轴承回转中心园 直径（mm） 允许偏差（mm）
≥ 3000 0.35
≥ 3500 0.40
≥ 4000 0.45
≥ 4500 0.50
≥ 5000 0.55
3．紧固件的选择 注意事项：请勿使用已使用过的螺栓、螺母和垫圈。连接使用不当会损 坏螺栓连接，近而损害整个连接结构。 螺栓的类型和尺寸选择原则： a．请勿使用满螺纹螺栓 如（图七）所示 b.螺栓的质量等级为 10.9 级或大于 10.9 级（公制）。 c.螺栓长径比应大于 5 最大可达 10 倍. d. 螺纹长度应至少要大于最小啮合 长度； e. 最小螺纹啮合深度取决于基座材 料的抗拉强度 f.若表面压力超出容许值， 则应使用相应的垫圈。 图七
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图一
变桨、偏航轴承拆箱后，时先将吊环螺栓旋入吊装螺栓孔，水平吊装；吊 环螺栓的螺纹必须全部旋入吊装螺栓孔，防止吊环螺栓断裂造成事故。严禁垂直 吊装，因为垂直吊装会使变桨、偏航轴承发生变形；若安装时需要垂直吊装，则 需装有防止变形的桁架。如（图二）所示。
图二
3.储存 a.变桨、偏航轴承的储存方式 （1）必须在室内储存； （2）储存室地面干燥、清洁； （3）在坚固的地面上储存； （4）堆叠存放时中间必须有坚固和稳定的垫木； (5) 堆叠存放时最多不能超过三套 （6）严禁垂直储存； （7）如果存放时间长于2个月，则应定期检查所有部件和包装的状况，若发生变 化，应从新包装和储存。 b. 风机变桨、偏航轴承的储存环境 （1）储存温度：15℃至35℃ （2）相对空气湿度：最大：60% (3) 严禁将变桨、偏航轴承暴露于带腐蚀性的介质中 (4) 不能阳光直射 (5) 不能受到机械震动
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282 367 448 554 653 896 1043 1177 1405 1622 1887 2138 2441
5.变桨、偏航轴承的安装 a.变桨、偏航轴承的软带 变桨、偏航轴承因为采用表面淬火技术和装配的需要，在变桨、偏航轴承 的沟道上会留有不淬火区间，此区间的沟道硬度明显低于淬火沟道，不具备承受 大载荷的能力，称为变桨、偏航轴承的软带，用字母‘S’表示，在软带对应位 置的两端面用油漆和钢印标识；如（图九）所示；如风电机组生产商另有要求， 可在供货技术协议中另行规定。 用来装配钢球的工艺孔也不具备承受大载荷的能 力，安装时，装球孔位置也应按软带对待。如（图十）所示 软带：用字母‘S’表示，在软带对应位置的 两端面用油漆和钢印标识。
84.2 110.1 134.4 166.2 195.9 268.8 312.9 353.1 421.5 486.6 566.1 641.4 732.3
225.6 293.6 358.4 444.2 522.4 716.8 834.4 941.6 1124 1297.6 1509.6 1710.4 1952.8