大功率轴承在风电、船舶等领域的应用实践

2024年08月21日 10:22 来源：金华市东旗机电有限公司

　　大功率轴承在风电、船舶等领域的应用实践非常广泛且深入，这些领域对轴承的性能要求极高，特别是在承载能力、可靠性、耐久性以及适应恶劣环境方面。以下是对这两个领域应用实践的详细分析：

　　一、风电领域

　　在风电领域，大功率轴承是风力发电机组的关键部件之一，其性能直接影响到风电机组的整体运行效率和可靠性。随着风电技术的不断发展和风电装备向更大功率方向发展，对大功率风电轴承的技术要求也越来越高。

　　技术挑战与要求：

　　大型化：随着风电装备功率的增大，轴承的尺寸也相应增大，对轴承的制造和安装提出了更高要求。

　　长寿命：风电轴承需要满足20年以上的使用寿命要求，以降低运维成本。

　　高承载：风电轴承需要承受巨大的风载和机械载荷，特别是在海上风电领域，对轴承的承载能力有更高要求。

　　高可靠性：风电轴承的可靠度要求达到95%以上，以确保风电机组的稳定运行。

　　智能化：随着风电技术的发展，风电轴承也需要向智能化方向发展，以实现远程监控、故障诊断等功能。

　　应用实践：

　　偏航/变桨轴承：偏航轴承安装于风力发电机机舱底座，用于支承整个机舱并通过偏航调整保证吊舱对正风力的方向性；变桨轴承安装于叶片根部，用于调整叶片的倾角以适应不同风速。这些轴承尺寸大、承载高、偏载特性突出，且工作环境恶劣，需要满足长寿命、高可靠性和智能化等要求。

　　主轴轴承：主轴轴承是主传动链最重要的旋转支承部件，其性能直接影响到风电机组的整体运行效率。主轴轴承需要承受巨大的轴向和径向载荷以及倾覆力矩，同时还需要满足启停等变工况下的复杂工况适应性设计和可靠性设计。

　　齿轮箱轴承：齿轮箱用于将主轴低转速向发电机高转速的动力学传递，齿轮箱轴承的尺寸和转速范围跨度大，主要类型有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承等。国内对风电机组齿轮箱轴承的研究起步较晚，技术薄弱，大兆瓦风电齿轮箱高速端轴承主要依赖进口。

　　发电机轴承：发电机轴承用于支承发电机的转子系统，通常采用圆柱滚子轴承和球轴承。复杂电磁感应等非稳态工况大大影响了发电机轴承的使用寿命，其主要失效形式为疲劳点蚀和电蚀。目前，国外已研制出10 MW以上发电机轴承，而国内则刚掌握5 MW发电机轴承技术，大功率发电机基本采用进口轴承。

　　二、船舶领域

　　在船舶领域，大功率轴承同样扮演着重要角色，特别是在船舶的推进系统、舵机系统等关键部位。

　　技术特点：

　　高承载：船舶在航行过程中需要承受巨大的水动力和机械载荷，对轴承的承载能力有极高要求。

　　耐磨损：船舶轴承需要长时间在海水等恶劣环境中运行，对轴承的耐磨损性能有较高要求。

　　高精度：船舶轴承的精度直接影响到船舶的航行稳定性和安全性。

　　应用实践：

　　推进系统：在船舶的推进系统中，大功率轴承被广泛应用于螺旋桨的轴承支撑中。这些轴承需要承受高速旋转和重载工况下的严苛考验，确保推进系统的稳定性和可靠性。

　　舵机系统：舵机系统是控制船舶航向的关键设备，大功率轴承在舵机中的使用为舵叶的精确转动提供了稳定支撑，确保了船舶在航行过程中的操纵性和安全性。

　　综上所述，大功率轴承在风电、船舶等领域的应用实践非常广泛且深入。随着技术的不断进步和需求的不断增长，大功率轴承的性能将不断提升以满足更加严苛的应用要求。

关键词：大功率轴承

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