舍弗勒贸易公司高级应用工程师：调心滚子轴承作为风电主轴定位端的受力分析及优化研究
能见APP讯：10月19日-21日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。20日下午，舍弗勒贸易（上海）有限公司高级应用工程师黄春亮在“供应链技术创新与合作”分论坛上作了主题发言，分享的主题是，调心滚子轴承作为风电主轴定位端的受力分析及优化研究。
以下为发言全文：
黄春亮：大家下午好，很高兴有这个机会来跟大家一块分享，就是我们关于轴承在风电主轴承定位端优化的分析，以及我们的一个优化的解决方案，还有一些舍弗勒最近推出新一代的调型轴承一些特征，可能大家也有一些了解，在主轴承的应用。调型滚子轴承承载能力比较强，在一些主轴的方案里面我们大量应用在1.5和2兆瓦机组里。
首先我们了解常见的布置形式，第一种就是这种主轴承的布置形式，也有两个单页的轴承等等结构的应用。它设计的范围都有应用。最后一种的话就是单轴承的布置形式，一般是45锥角双裂的圆子轴承，常见于这两种结构，一个是两点支撑、一个是三但支撑，两点支撑定位+辅助，另外一个作为浮动轴承，两个轴承采用独立的轴承戳。还有一点三点支撑的话，条形滚子轴承，而另外两个支点放在齿轮箱里面。因为定位轴承它的一个单页承载润滑形成导致了一个失效也挺多，我们目前发现的失效承载列这一侧，一般经常发现磨损有一些剥落，保持架的变形还有磨损。当然的话这一块本来是有一些润滑不良，或者是一些它的载荷工况，还有F1比F2百分比发生的概率比较多，还有一种就是有可能一些系统的位置监督不太好，我这定位轴承承受的调频能力不能满足我们实际的情况，还有一种浮动功能的失效，而定位就是额外的内部载荷，这一些原因都是有可能在我们的轴承时效里面都有发现的。
我这是定位端的一些图片，比如说前面这一列。关于条形风电里面就是常见的结构，一个常用固定的挡面的结构，还有就是采用浮动中档面，这两种结构我们都是有的，第一种是B型设计，第二种B2的设计，第三种就是第二代。对于这三种模型的结构，我们针对于特殊的定位端的轴承承载情况我们做了一些分析，这是一个比较典型的受力分布情况，我们可以看得到上头这一列几乎没有承载的。而下头这一列，就是有一些比较大的承载。主要还是轴上力的一个影响。
对于这种工况的情况下，我们发现这三种不同的结构，它承载最大的滚子轴向也是有所不同的。红色这种的话就是B型的设计，这个蓝色就是说我们在阻挡面的设计，绿色就是B2的设计。浮动两边从分布上来看它是分布比较好、比较均匀的。我们可以看一下滑动情况。 对于BEB的结构，我们也可以看到边缘的硬力消除掉，不是像B2的分布很均匀。
因为我们材料磨损不光是硬力汽油一个局部的打滑，就是滑动对它材料的影响。条形我们现在一般都是对称滚子，对称滚子是内外圈两个切线，它是相当于平行，不交于轴承的中心，所以在运行的时候，它实际情况下，它只有两个点是呈滑动，就是这地方没有打滑的情况，而两侧和中间都有不同方向的一个滑动。对于我们那种浮动两面的情况下，对于这种结构，我们偏向于中档边处这个滑是最明显，而靠滚子轴承的外侧它是滑动比较小的，我们综合考虑这轴承失效的形式也是不一样的。这是PV值，我们可以看到三种不同的结构，PV值的分布，这边是轴承靠近外端面处，这一侧的是靠近轴心的中档边处。浮动的中档面BA的结构我们可以看到PV值的最大，靠近中档处，而B型是相对比较高的，所以它发生在靠近轴承外端面处，所以我们实际情况下也发现了两种结构失效情况也是完全不一样的。像这一侧主要的磨损发生在偏向于轴承的外端面处。而B2的这种结构它主要的剥落或者磨损主要发生在中档面这一侧。
所以针对这一工况，我们也开设了新一代，当然它也有一些特征这是罗列出来的。它这种轴承我们仍然采用的固定的中档面，就保证正确的引导以及轴向比较好的定位钢柱，并且这种轴承一般是采用优化的油芯，并且油芯的范围也是比较窄的。另外通过这个油芯的优化，其实在承受轴上力的时候，它这调整能力也是有改善的。这种轴承我们还做了一些滚子上的修形，就是避免了改革所提到的边缘硬力的磨损，降低了轴承内部的摩擦。当然我们还有一些特殊的做成两页的接受角不一样的非对称的接触角的条子滚动轴承，主要是轴向力比较大的情况。主要的轴上力有接受力比较大的接受。其实这两种轴承我们的新一代的信息在我们的网站都可以看得到。
这种轴承我们当然也优化了一些条形能力，以及导角处的改善，还有一些我们对于轴承做特殊的涂层，比如说有一些打滑的损伤Durotect B，这种非化图层及还有一个间接的好处就是抗WEC。另外一种的话Triondur C的涂层，表面硬度非常硬，主要是对于边界润滑或者是混合摩擦难磨损的要求做了一个特殊涂层。
这列出来的主要的一些涂层，主要分几块，一个就是抗锈蚀以及抗腐蚀，还有一种抗磨损的，还有一种抗打滑，还有减少摩擦的。还有一种就是我们对于过电流要求比较高的。当然还有一些传感器上的。在风电我们主要应用这几种涂层。在浮动端，我们采用PDFE涂层，就是用于浮动端外接面作为改善表面浮动功能，就是降低摩擦系数，并且是可以避免腐蚀的影响。
还有就是（英文）的涂层，这是一个介绍关于我们（英文）B的介绍，涂层厚度05到2.0UM，这是完全具有可互相性的，好处的话就是说我们可以耐腐蚀，再一个由于打滑导致我轴承损伤。这是一种刚才提到的碳极的涂层，它的表面硬度可以达到一千到一千五百，就是混合摩擦和边界摩擦，我们经常用到这种涂层。
最后做一个总结，就是我们目前目前发现的失效，就是润滑失效还有打滑的痕迹还有材料涂抹效应，还有滚子滚道磨损剥落。主要就是载荷并不是很好，并且的话一般是有可能有一些位置精度不好，润滑不良，或者前面浮动轴承浮动功能的失效。针对这一些措施，我们我们有一些应对措施，一个是关于轴承的改进，比如说轴承的类型、轴承的尺寸跟布置，还有一些轴承内部设计的优化，还有一些微观的修型或者表面加工质量的优化，还有一个油漆的优化特殊的涂层来满足我特殊的要求，但是由于安装的要求，做一些周边结构的安装工艺，或者说一些加工精度的改善，并且就是合适的润滑进行维护的条件。非常感谢。
