Основні особливості вітроенергетичних підшипників
1. Суворе середовище використання;
2. Висока вартість обслуговування;
3. Необхідна висока тривалість життя;
Класифікація вітроенергетичних підшипників
Підшипники для вітрових турбін в основному включають:
Підшипники рисніння, підшипники кроку, підшипники шпинделя, підшипники коробки передач, підшипники генератора.
А саме: підшипник тангажу, підшипник рискання, підшипник системи трансмісії (головний вал і підшипник коробки передач).
Підшипники генератора
Типи підшипників: радиальні кулькові підшипники, кутові підшипники тощо.
Характеристики робочого стану: висока швидкість (1000-1500 об/хв), висока температура (90-120℃) і велике навантаження.
Вимоги до мастила: відмінна стійкість до зсуву, хороша стійкість до окислення, хороші протизносні характеристики, відмінні пускові характеристики при низьких температурах тощо.
Підшипник шпинделя
Типи підшипників: конічні роликові підшипники, сферичні підшипники тощо.
Характеристики умов роботи: низька швидкість (& lt;25 об/хв), широка температура, велике навантаження і великі зміни, вібрація, висока вологість.
Вимоги до мастила: відмінні протизносні характеристики, хороша стійкість до окислення, відмінні пускові характеристики при низьких температурах, хороша водонепроникність тощо.
Підшипник нахилу/рискання
Тип підшипника: чотириточковий кульковий підшипник тощо.
Характеристики робочого стану: зупинка більше повороту, широка температура, велике навантаження, вібрація, висока вологість.
Вимоги до мастила: відмінна антикорозійна та фреттинг-стійкість, чудові пускові характеристики при низьких температурах, хороша водостійкість, хороша стійкість до окислення тощо.
Кожне обладнання вітрової турбіни використовує 1 комплект підшипників рискання (підшипників повороту), 3 комплекти підшипників кроку (поворотних підшипників) (деякі вітряні турбіни нижче рівня мегават є нерегульованими лопатями, і підшипники змінного кроку не можуть використовуватися) для виробництва електроенергії Машинні підшипники (радиальні кулькові підшипники, циліндричні роликопідшипники) 3 комплекти шпиндельних підшипників (сферичні роликові підшипники) 2 комплекти, всього 9 комплектів.
Крім того, є підшипники коробки передач, а коробка передач має три конструктивні форми. Перша форма вимагає 15 комплектів підшипників, друга форма вимагає 18 комплектів підшипників, а третя форма вимагає 23 комплекти підшипників. Таким чином, середня кількість підшипників вітрової турбіни становить 27 комплектів.
Конструктивні форми підшипників для вітрогенераторів в основному включають чотириточкові кулькові підшипники, перехресні роликові підшипники, циліндричні роликопідшипники, сферичні роликові підшипники та кулькові підшипники з глибокими канавками. Підшипник рискання встановлюється на з'єднанні вежі з кабіною, а підшипник ступеню встановлюється на з'єднанні між коренем кожної лопаті та маточиною.
Деякі різновиди підшипників вітрових турбін випускаються деякими виробниками
Вимоги до процесу виробництва вітроенергетичних підшипників
1. Необхідно добре контролювати температуру кування, а зерна не повинні бути грубими;
2. Необхідно контролювати процес відпуску, щоб забезпечити загартовану структуру його серця, щоб забезпечити його механічні властивості;
3. Контроль глибини проміжної частоти загартування затверділого шару на поверхні;
4. Уникайте мікротріщин на поверхні.
Аналіз змащення вітроенергетичних підшипників
Швидкість вхідного валу вітросилової коробки передач зазвичай становить 10-20 об/хв. Через відносно низьку швидкість утворення масляної плівки підшипника вхідного валу (тобто опорного підшипника водила планети) важко.
Функція масляної плівки полягає в тому, щоб розділити дві металеві контактні поверхні під час роботи підшипника, щоб уникнути прямого контакту метал-метал.
Ми можемо ввести параметр λ для характеристики ефекту змащення підшипника.
(λ визначається як відношення товщини масляної плівки до суми шорсткості двох контактних поверхонь)
Якщо λ>1, це означає, що товщини масляної плівки достатньо, щоб розділити дві металеві поверхні, і ефект змащування хороший;
Якщо λ<1, це="" означає,="" що="" товщини="" масляної="" плівки="" недостатньо="" для="" повного="" розділення="" двох="" металевих="" поверхонь,="" а="" ефект="" змащування="" не="" є="">
Робота за умови поганого змащення може призвести до пошкодження підшипника. Оскільки в вітроенергетичних коробках передач зазвичай використовуються циркулюючі мастила з в’язкістю ISOVG320, якщо λ виявляється меншим за 1, ми, як правило, можемо лише покращити ефект змащення, зменшуючи шорсткість доріжок кочення підшипників і роликів.
Крім того, в конструкції коробки передач опорний підшипник водила планети повинен намагатися уникнути занадто малого розміру одного торцевого підшипника. Під час аналізу фактичного застосування ми виявили, що навіть якщо термін служби відповідає умовам, така конструкція призведе до того, що лінійна швидкість маленького підшипника буде дуже низькою, а масляна плівка ще більше не зможе утворитися.
Аналіз опорної площі вітроенергетичного підшипника
Як правило, навантаження одночасно несе лише частина роликів підшипника, що працює, а область, де розташована ця частина ролика, називається опорною зоною підшипника.
Величина навантаження, яку несе підшипник, і величина ходового зазору впливатимуть на площу, що несе навантаження. Якщо несуча площа занадто мала, ролик схильний ковзати під час реальної роботи.
Для вітроенергетичних коробок передач, якщо головний вал сконструйований із двома опорами підшипників, теоретично на коробку передач передається лише крутний момент. У цьому випадку, після простого аналізу сил, неважко виявити, що навантаження, яку несе опорний підшипник водила планети, є відносно невеликим, тому площа підшипника часто відносно невелика, а ролики схильні до ковзання. У конструкції вітроенергетичних редукторів опорні підшипники водила планет зазвичай використовують два однорядні конічні підшипники або два циліндричних підшипника повного валу.
Ми можемо збільшити несучу площу, належним чином попередньо навантаживши конічні роликопідшипники або зменшивши зазор циліндричних роликових підшипників. На малюнку 2 показано порівняння несучої площі до і після зменшення зазору.
Технологія вітрових підшипників
Проектування та аналіз: проект все ще базується на емпіричній аналогії, а дослідження аналізу сил і спектру навантаження майже порожнє. Серед складних технологій – безвідмовна робота підшипника шпинделя більше 13*104 год і надійність понад 95%; Конструкція з високою вантажопідйомністю для високого рівня пошкодження підшипника коробки передач.
Матеріал: різні матеріали та термічна обробка використовуються для різних частин підшипника, наприклад, покращення низької температури сталі 40CrMo для підшипників рискання та нахилу (температура навколишнього середовища -40℃∽-30℃, робоча температура підшипника близько -20℃), енергія удару та інші механіки Ефективність методу термічної обробки, поверхневого індукційного зміцнення глибина твердіння, твердість поверхні, ширина м'якої стрічки та контроль поверхневих тріщин; Підшипник швидкості еквівалентний розробці зарубіжної сталі STF, HTF та контролю оптимального вмісту нестабільного аустеніту Підшипник головного валу виготовлений з електрошлакового переплаву цементуючої сталі ZG20Cr2Ni4A, коли ще є певний розрив у якості вітчизняної вакуумно дегазованої сталі.
