风力发电行业转盘轴承的合理选型

转盘轴承在风力发电机中一般用于偏航系统和变桨系统中, 由于安装位置不易拆装且拆装费用高, 周期长, 对偏航和变桨转盘轴承的寿命和可靠性提出了严格要求, 一般要求风电转盘轴承的寿命要与机组寿命相同, 且在20年以上。转盘轴承的使用寿命成为了其选型的重要参考因素，国内近年来也相继有厂家投入风电转盘轴承的生产, 但质量水平还有待长时间装机应用的验证。那么风电转盘轴承如何合理选型呢？我们将通过以下几个方面进行分析：

首先，转盘轴承一般有单排四点接触球式、双排四点接触球式、交叉滚子式、三排滚子式等形式, 其中单排四点接触球式转盘轴承成本较低, 且综合性能较高; 双排球式转盘轴承使用寿命长, 承载能力强, 回转阻力小, 允许磨损量大, 对安装基座要求不高, 但其运动精度较低; 交叉滚子式转盘轴承精度高, 寿命长, 动载荷容量较高, 但对基座刚性和精度有较高要求, 且滚子与滚道在接触时易发生边缘效应, 导致边缘实际应力远大于设计应力;三排滚子式转盘轴承一般具有非常高的静承载能力。在一般的应用场合, 通常认为中小规格的转盘轴承应以四点接触单排球式为主, 大规格的转盘轴承应以三排滚子式为主。

其次，长期以来, 转盘轴承主要应用于工程机械, 选型计算主要也是借助承载能力曲线, 按照静载强度选型, 动载校核, 静载与动载的处理手段也仅在于安全系数的选取不同。国内标准统一规定了每种规格转盘轴承承载能力曲线, 很显然由于生产厂家的制造水平有差异, 每个厂家生产的转盘轴承承载能力也会有一定的差异。风电转盘轴承除了受较大的倾覆力矩外, 由于空气动力和叶轮转动还承受非常复杂的疲劳载荷, 再加上高可靠性和寿命的要求, 使得风电转盘轴承在选型和设计时更应注意转盘轴承的动态承载能力, 主要是滚道的抗疲劳寿命。风电转盘轴承, 尤其是变桨转盘轴承究竟选用哪种形式, 从目前的装机使用情况来看, 变桨转盘轴承多采用双排四点接触球转盘轴承, 偏航转盘轴承多采用单排四点接触球转盘轴承 ,也有少量采用交叉滚子转盘轴承或其他形式。