风力发电

作为一种不会产生导致温室效应的二氧化碳的清洁能源,风力发电正在世界各国迅速普及。

大型风力发电机(风车)是巨型机械。目前许多在建的2MW级风力发电设备,其风车叶片长约40米,旋转轴的高度为60至100米,总重量不下200吨。因此,风车所用的轴承也必然是大型的,内径范围为100毫米至700毫米,有的机型甚至需要内径接近2米的轴承。能够稳定供应这类大型轴承的厂家,包括NSK在内,全球只有6家。风力发电机产业如今是在全球范围内发展的产业,因此,除了轴承制造之外,还需要在世界主要地区进行营销活动及提供技术服务,这些都是重要的条件。

风电轴承是一种特殊的轴承,其使用环境恶劣,维修成本高,要求寿命长。

主要特点:

  • 使用环境恶劣:需要承受各种极端气候和负载条件。
  • 高维修成本:由于风电设施的高空位置和巨型设计,维修复杂且昂贵。
  • 要求高寿命:轴承必须在长期运行中保持可靠性和稳定性。

在运行轴承的滚子中,一般只有一部分同时承受载荷,而这部分滚子所在的区域称为轴承的承载区。轴承承受的载荷大小和运行游隙的大小都会对承载区产生影响。如果承载区范围太小,滚子在实际的运行中容易发生打滑现象。

对于风电齿轮箱而言,如果主轴的设计采用双轴承支撑的方案,那么理论上只有扭矩传递到齿轮箱。在这种情况下,通过简单的受力分析可以发现,行星架支撑轴承承受的载荷比较小,因此轴承的承载区往往也比较小,滚子容易发生打滑。

在风电齿轮箱设计中,行星架支撑轴承一般采用两种方案:两个单列圆锥轴承或者两个满滚子圆柱轴承。

可以通过以下方法来提高承载区:

  • 适当预紧圆锥滚子轴承:增加轴承的承载能力,减少打滑。
  • 减小圆柱滚子轴承游隙:增强滚子的接触面积,提高载荷分布的均匀性。

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