Основные характеристики подшипников ветроэнергетики
1. Условия использования суровые;
2. Высокая стоимость обслуживания;
3. Требуется высокая продолжительность жизни;
Классификация подшипников ветроэнергетики
Подшипники для ветряных турбин в основном включают:
Подшипники рыскания, подшипники шага, подшипники шпинделя, подшипники коробки передач, подшипники генератора.
А именно: подшипник шага, подшипник рыскания, подшипник системы трансмиссии (подшипник главного вала и коробки передач).
Подшипники генератора
Типы подшипников: радиальные шарикоподшипники, радиально-упорные подшипники и т. Д.
Характеристики условий работы: высокая скорость (1000-1500 об / мин), высокая температура (90-120 ℃) и большая нагрузка.
Требования к консистентной смазке: отличная устойчивость к сдвигу, хорошая устойчивость к окислению, хорошие противоизносные характеристики, отличные пусковые характеристики при низких температурах и т. Д.
Подшипник шпинделя
Типы подшипников: конические роликоподшипники, сферические подшипники и др.
Характеристики условий работы: низкая скорость (& lt; 25 об / мин), широкий диапазон температур, большая нагрузка и большие перепады, вибрация, высокая влажность.
Требования к пластичной смазке: отличные противоизносные свойства, хорошая стойкость к окислению, отличные пусковые характеристики при низких температурах, хорошая водостойкость и т. Д.
Подшипник тангажа / рыскания
Тип подшипника: шарикоподшипник с четырехточечным контактом и т. Д.
Характеристики рабочего состояния: остановка более поворота, широкий температурный режим, большая нагрузка, вибрация, повышенная влажность.
Требования к консистентной смазке: отличная устойчивость к коррозии и истиранию, отличные пусковые характеристики при низких температурах, хорошая водостойкость, хорошая стойкость к окислению и т. Д.
В каждом оборудовании ветровой турбины используется 1 комплект подшипников рыскания (поворотный подшипник), 3 набора подшипников наклона (поворотные подшипники) (некоторые ветряные турбины ниже уровня мегаватт являются нерегулируемыми лопастями, а подшипники с регулируемым шагом могут не использоваться) для выработки электроэнергии. Подшипники машин (радиальные шарикоподшипники, цилиндрические роликоподшипники) 3 комплекта подшипников шпинделя (сферические роликоподшипники) 2 комплекта, всего 9 комплектов.
Кроме того, есть подшипники коробки передач, а коробка передач имеет три конструктивные формы. Для первой формы требуется 15 комплектов подшипников, для второй формы требуется 18 комплектов подшипников, а для третьей формы требуется 23 комплекта подшипников. Таким образом, среднее количество подшипников ветряных турбин составляет 27 комплектов.
Конструктивные формы подшипников для ветряных турбин в основном включают шарикоподшипники с четырехточечным контактом, подшипники с перекрестными роликами, цилиндрические роликоподшипники, сферические роликоподшипники и радиальные шарикоподшипники. Подшипник рыскания установлен на стыке башни с кабиной, а подшипник наклона установлен на стыке между основанием каждой лопасти и ступицей.
Некоторые разновидности подшипников ветряных турбин, выпускаемые некоторыми производителями
Требования к производственному процессу ветроэнергетических подшипников
1. Температуру ковки необходимо контролировать, зерна не должны быть крупными;
2. Необходимо контролировать процесс закалки, чтобы обеспечить закаленную структуру его сердца, чтобы гарантировать его механические свойства;
3. Контроль глубины закалочного закалочного слоя промежуточной частоты на поверхности;
4. Избегайте микротрещин на поверхности.
Анализ смазки подшипников ветроэнергетики
Скорость входного вала редуктора ветроэнергетики обычно составляет 10-20 об / мин. Из-за относительно низкой частоты вращения масляная пленка подшипника первичного вала (то есть опорного подшипника водила планетарной передачи) образуется с трудом.
Функция масляной пленки заключается в разделении двух металлических контактных поверхностей во время работы подшипника во избежание прямого контакта металла с металлом.
Мы можем ввести параметр λ, чтобы охарактеризовать эффект смазки подшипника.
(λ определяется как отношение толщины масляной пленки к сумме шероховатостей двух контактных поверхностей)
Если λ> 1, это означает, что толщины масляной пленки достаточно, чтобы разделить две металлические поверхности, и эффект смазки хороший;
Если λ< 1,="" это="" означает,="" что="" толщины="" масляной="" пленки="" недостаточно="" для="" полного="" разделения="" двух="" металлических="" поверхностей,="" и="" эффект="" смазки="" не="">
Работа в условиях плохой смазки может привести к повреждению подшипника. Поскольку в ветроэнергетических редукторах обычно используются циркулирующие смазочные материалы с вязкостью ISOVG320, если λ оказывается меньше 1, мы обычно можем улучшить эффект смазки только за счет уменьшения шероховатости дорожек качения и роликов подшипников.
Кроме того, в конструкции коробки передач опорный подшипник водила планетарной передачи должен стараться избегать того, чтобы размер одного концевого подшипника был слишком малым. В ходе анализа фактического применения мы обнаружили, что даже если срок службы соответствует условиям, такая конструкция приведет к очень низкой линейной скорости маленького подшипника и еще большей невозможности образования масляной пленки.
Анализ опорной поверхности подшипника ветроэнергетики
Как правило, только часть роликов ходового подшипника несут нагрузку одновременно, и область, где расположена эта часть ролика, называется областью подшипника подшипника.
Величина нагрузки, воспринимаемой подшипником, и величина рабочего зазора влияют на несущую поверхность. Если несущая поверхность слишком мала, ролик может проскальзывать во время реальной работы.
Для ветроэнергетических редукторов, если главный вал имеет двойную опору подшипников, теоретически на редуктор передается только крутящий момент. В этом случае после простого анализа сил нетрудно обнаружить, что нагрузка, воспринимаемая опорным подшипником водила планетарной передачи, относительно мала, поэтому площадь опоры подшипника часто относительно мала, а ролики склонны к проскальзыванию. В конструкции ветроэнергетических редукторов в опорных подшипниках водила планетарной передачи обычно используются два однорядных конических подшипника или два полноповоротных цилиндрических подшипника.
Мы можем увеличить площадь несущей способности, правильно предварительно нагружая конические роликоподшипники или уменьшив зазор в цилиндрических роликоподшипниках. На рисунке 2 показано сравнение несущей поверхности до и после уменьшения зазора.
Технология подшипников ветроэнергетики
Проектирование и анализ. Дизайн по-прежнему основан на эмпирической аналогии, а анализ силового анализа и спектра нагрузок практически не ведется. Среди сложных технологий - безаварийная работа подшипника шпинделя более 13 * 104ч и надежность более 95%; конструкция с высокой грузоподъемностью для высокой степени повреждения подшипников коробки передач.
Материал: различные материалы и термическая обработка используются для различных частей подшипника, например, для улучшения низкотемпературной стали 40CrMo для подшипников рыскания и наклона (температура окружающей среды -40 ∽ -30 ℃, рабочая температура подшипника около -20 ℃), энергия удара и другие механики. Метод термической обработки, поверхностная индукционная закалка, глубина закалочного слоя, поверхностная твердость, ширина мягкой ленты и контроль поверхностных трещин; Подшипник для увеличения скорости эквивалентен разработке зарубежной стали STF, HTF и контролирует оптимальное содержание остаточного аустенита. Подшипник главного вала изготовлен из науглероженной стали электрошлакового переплава ZG20Cr2Ni4A, когда все еще существует определенный разрыв в качестве отечественной стали, дегазированной в вакууме.
