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風力發(fā)電機組軸承的抗疲勞設計與制造（1）

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軸承抗疲勞制造技術(shù)疲勞破壞是滾動軸承典型的失效形式，疲勞失效形式包括次表面起源型、表面起源型和疲勞斷裂型…。
針對上述軸承產(chǎn)生疲勞失效的原因，通過成形技術(shù)、熱處理技術(shù)、機械加工技術(shù)、表面改性技術(shù)和長效防護技術(shù)的運用，抗疲勞細節(jié)的設計和制造以及高純凈度高耐磨性軸承鋼的研發(fā)和應用，可以改善軸承應力分布，降低最大應力，延緩次表面和表面裂紋源的形成和疲勞裂紋的擴張，提高強度極限，防止疲勞斷裂等等，進行抗疲勞制
造。

由于國家對包括風電在內(nèi)的可再生能源發(fā)展的高度重視，我國風電產(chǎn)業(yè)2004年以后出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展的態(tài)。我國風力發(fā)電機總裝配容量已由2006年的世界第6位上升到2007年的第5位，2008年的第4位，2009年的第2位。

 以裝用軸承最多的傳統(tǒng)的帶齒輪箱異步交流發(fā)電機為例測算風力發(fā)電機組裝用軸承量。其中偏航軸承1套，變槳軸承3套，發(fā)電機軸承3套，主軸軸承3套，增速器軸承16套，合計26套。此外，還有驅(qū)動減速機軸承未計算在內(nèi)。

 按每年新增裝機容量10000～12000 MW計算，則每年需新增750kW～3MW風力發(fā)電機約10 000臺左右，需軸承26萬套左右，其中特大型四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承約40000套左右。按每臺份軸承銷售額60一70萬元計算，則每年風力發(fā)電機軸承總銷售額為60—70億元，這對軸承生產(chǎn)企業(yè)來說，是一個不小的市場。

 電機的運輸、吊裝十分困難，一旦軸承發(fā)生早期故障，維修費用十分昂貴；因此，風力發(fā)電機機組要求配套軸承至少要有20年使用壽命和高可靠性。由于我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)“井噴式”發(fā)展，我國軸承企業(yè)在風力發(fā)電機軸承領(lǐng)域倉促上陣，缺乏深入的研發(fā)，留下很多隱患，將來有可能面臨高額索賠。因此，研究和應用風力發(fā)電機軸承的抗疲勞制造技術(shù)已刻不容緩。

 偏航軸承安裝于塔筒頂端、機倉底部，承載風力發(fā)電機主傳動系統(tǒng)的全部質(zhì)量，用于準確適時地調(diào)整風力發(fā)電機的迎風方向。變槳軸承將槳葉和輪轂結(jié)合在一起，根據(jù)風向，調(diào)整槳葉迎風角度達到最佳狀態(tài)。

 偏航和變槳軸承要有足夠的強度和承受軸向力、徑向力和傾覆力矩聯(lián)合作用的能力，要求運行平穩(wěn)，啟動力矩小，潤滑、防腐及密封性能好。

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電機組軸承
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