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兆瓦级风电机组主轴轴承选型及分析

2016-07-04 09:20来源:《新技术新工艺》作者:程林志 曹胜平 刘晓辉关键词:风电机组主轴轴承风电收藏点赞

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2.4.2 结构的优缺点

这种轴承结构的优点主要有:1)没有轴向游隙,轴向定位较好;2)可以通过增加轴承之间的距离来增加承载能力,轴承的可适用范围较大;3)轴承的直径比单轴承的小,容易制造,成本低;4)由于主轴系的长度比较长,容易获得较大的叶尖安全距离(叶尖与塔筒壁的距离);5)由于2个轴承一般处于预紧状态,因此轴系的整体刚度相对较大,在较大的动态载荷作用下,轴系的结构变形相对较小,能够承受较大的动态载荷。这种轴承结构的缺点主要有:1)主机架的尺寸大或由更多部件组成,主机架成本较高;2)装配时需要将2个轴承调节至一定的预紧量,因此装配比较复杂;3)2个轴承座的同心度要求比较高,加工成本较高;4)传动链整体长度较长,机舱尺寸不紧凑。

2.5 2个大直径的单列圆锥滚子轴承

2.5.1 结构形式

2个大直径的单列圆锥滚子轴承的结构形式一般为主轴被2个大直径的圆锥滚子轴承支承,2个主轴轴承共用1个轴承室,主轴一般为直径较大且长度较短的结构,齿轮箱和主轴之间的连接采用胀紧套或螺栓联接,其结构如图6所示。

2.5.2 结构的优缺点

这种轴承结构的优点主要有:1)轴承一般处于预紧状态,没有轴向游隙,轴向定位较好,且预紧力比较容易施加;2)可以通过增加轴承之间的距离来增加承载能力,轴承的可适用范围较大;3)轴承的直径比单轴承的小,容易制造,成本相对单轴承低;4)安全裕度大,方便进行大叶片的开发;5)由于该种配置一般选用较小的滚子接触角小,因此动轴和定轴之间的温差、温度变化以及装配误差等问题对轴系的预紧影响相对较小,轴承寿命受环境和装配误差影响较小;6)轴的直径比较大,而且2个轴承之间的间距比较小,所以轴系整体刚度比较大,结构变形较小。这种轴承结构的缺点主要有:1)主机架的尺寸大或由更多部件组成,轴承室加工精度要求较高,主机架成本较高;2)轴承对温度的变化比较敏感,但对于主轴轴承,由于转速比较低,温度变化比较小,所以影响也比较小;3)轴系装配较复杂,装配工时较长。

2.6 单轴承2.6.1 结构形式

单轴承的结构形式一般为主轴被1个大直径的圆锥滚子轴承支承,主轴一般为直径大且比较短的结构,齿轮箱和主轴之间的连接采用胀紧套或螺栓联接,其结构如图7所示。

2.6.2 结构的优缺点

这种轴承结构的优点主要有:1)没有轴向游隙,轴向定位较好;2)主轴的长度短,传动链紧凑,机舱的长度能设计的比较短;3)轴承滚子及滚道直径均较大,且轴长度较短,所以轴系整体刚度大,载荷引起的结构变形小;4)轴承在两侧都能进行润滑,所以容易润滑。这种轴承结构的缺点主要有:1)随着功率等级的增加,轴承的直径会越来越大,例如6 MW容量等级的机组单轴承的轴承外径达到3.6 m,很少有轴承厂家能够加工制造,因此价格比较高;2)由于轴承直径较大,因此轴承密封设计较困难,常规设计不能达到较好密封效果,轴承密封成本较高;3)轴承的滚子比较大,存在滑动的可能性,而滚子的滑动将影响轴承的寿命;4)滚子类似于圆柱,预紧力较小时会存在扭转的情况,导致所有的载荷作用在1个转子单元上,从而导致其损坏。

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