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风力发电回转支承的设计与制造

发布时间:2018-11-08

    风力发电回转支承质量的保证主要体现在设计和制造两个方面,综合国内、外企业和机构对风力发电回转支承的设计和制造经验,我们对风力发电回转支承的设计和制造的关键技术作了研究,简单介绍一下,希望能够对相关企业和设计人员有所帮助。

  一、风电回转支承的设计

  选型回转支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回转支承成本较低,且综合性能较高;双排球式回转支承使用寿命长,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;交叉滚子式回转支承精度高,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;三排滚子式回转支承一般具有非常高的静承载能力。

  二、风电回转支承的制造

  风电回转支承,尤其是变桨回转支承究竟选用哪种形式,许多大型跨国企业还在研究之中,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回转支承,偏航转盘轴承多采用单排四点接触球回转支承,也有少量采用交叉滚子回转支承或其他形式。国内标准虽然对变桨和偏航回转支承的结构形式作了规定,但并没有给出合理的解释。

  1、寿命计算风电回转支承尺寸很大,转速较低,普通轴承的寿命评定准则在许多情况下对回转支承并不适用。目前回转支承的寿命通常有两种求解方法:一种是回转支承承载能力曲线法,另一种是当量动载荷法。

  2、承载能力曲线法用回转支承承载能力曲线法求解回转支承的寿命,首先要像回转支承规格选型一样在承载能力曲线图中标出轴向力和倾覆力矩的交点,连接坐标原点和交点并延伸,使延伸线和承载能力曲线相交得到交点的力矩和轴向力,解出曲线上载荷与实际载荷比值,实际寿命即为曲线额定寿命乘以一个与比值相关的系数。

    风力发电设备所用回转支承为一种特大型轴承,主要用于变桨和偏航系统,受载复杂,且拆装维护非常困难,因此风力发电回转支承的设计和制造要求严格。回转支承是风力发电机的核心部件,广泛应用于风力发电机的变桨和偏航系统,变桨轴承用于连接轮毅和叶片,偏航轴承用于连接塔筒和机组。风电回转支承由于其体积庞大和安装位置不易拆装,致使其维修的难度非常大,而且回转支承一旦发生故障,将直接影响风力发电机的工作性能,甚至造成停机。因此要求风力发电回转支承的使用可靠性高、寿命长,至少要达到风力发电机的使用年限,即20年。


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