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浅谈风电齿轮箱的轴承配置——安维士

北极星风力发电网  来源:南京安维士    2018/9/26 9:14:22  我要投稿  

北极星风力发电网讯:轴承是风电齿轮箱中的核心部件。在齿轮箱运转时,轴承支承零部件的旋转并降低在工作时的摩擦。在一个轴系系统中,至少需要两个及以上的轴承支撑并引导旋转的轴,在实际应用过程中根据不同的应用需求有三种基本配置方式:固定+浮动的轴承配置、预调整的轴承配置、两端浮动的轴承配置。

固定+浮动的轴承配置

在该配置中,固定端轴承对整个轴系起固定作用,其可由能够承受轴向以及径向载荷的径向轴承,或是由只能承受径向载荷的径向轴承和起轴向定位的轴承组合而成。浮动端承受整个轴系的制造安装偏差及整个系统在受热过程中轴系的热膨胀,以避免产生内部力,其可由只承受径向载荷但允许其内部产生轴向位移的轴承或是在轴承座安装时允许有较小径向间隙的径向轴承。在风电齿轮箱中,高速级、中间级以及低速级均会采用此种配置。主要有以下配置:

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图1 轴承配置

其中在高速级使用结构(c)(d)比较少见,一般使用在中间级和低速级。此外,NCF轴承和NJ轴承在装配过程中保持其轴向的间隙,也可以作为浮动轴承使用。

预调整的轴承配置

在该配置中,两个轴承分别作为轴系的某一方向的轴向定位,形成交叉定位,特别适合轴向定位精度要求较高的场合。在风电齿轮箱中低速级、行星轮、行星架两端会采用此种配置,在中间级也有较少应用,一般采用两个圆锥滚子轴承作为两个支承点(图2)。根据设计,在TRB+TRB的结构中可能需要施加一定的预紧。例如,在两级行星一级平行的结构中,二级行星架轴承采用该种配置时,需设计弹簧预紧,保证轴承有合适的过盈量,轴承圈才能固定在径向方向并受到足够的支承。

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图2 TRB+TRB的配置方式

两端浮动的轴承配置

两端浮动的轴承配置中,其与预调整的配置相同,也属于交叉定位,其每个轴承都能允许存在轴向位移,其适用于轴向稳定性要求较低的应用,或是轴上其他部件用作轴向定位。针对该种配置,其轴向位移可以是轴承套圈与配合面的轴向位移,也可以是轴承内部的轴向位移。在风电齿轮箱中,可使用两个球面滚子轴承配合或是相反方向安装的两个NJ型(或NCF型或NNCF型)的圆柱滚子轴承作为支承。在中间级、低速级、行星轮、行星架中均可采用此种配置方式。

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图3轴承配置

以上三种轴承的配置基本涵盖了目前风电齿轮箱中轴系的轴承设计方式。在设计齿轮箱轴承的配置时,需根据轴承的特性综合考虑齿轮箱的设计空间、轴承的设计寿命、拆卸安装等等因素,给出最合适的配置方式,从而提高风电齿轮箱的综合性能。(作者:许瑞华 高级工程师,南京安维士传动技术股份有限公司)

原标题:浅谈风电齿轮箱的轴承配置——安维士

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