风力发电机组轴承的抗疲劳设计与制造（1）

轴承抗疲劳制造技术疲劳破坏是滚动轴承典型的失效形式，疲劳失效形式包括次表面起源型、表面起源型和疲劳断裂型…。
针对上述轴承产生疲劳失效的原因，通过成形技术、热处理技术、机械加工技术、表面改性技术和长效防护技术的运用，抗疲劳细节的设计和制造以及高纯净度高耐磨性轴承钢的研发和应用，可以改善轴承应力分布，降低最大应力，延缓次表面和表面裂纹源的形成和疲劳裂纹的扩张，提高强度极限，防止疲劳断裂等等，进行抗疲劳制
造。

由于国家对包括风电在内的可再生能源发展的高度重视，我国风电产业2004年以后出现了“井喷式”发展的态。我国风力发电机总装配容量已由2006年的世界第6位上升到2007年的第5位，2008年的第4位，2009年的第2位。

以装用轴承最多的传统的带齿轮箱异步交流发电机为例测算风力发电机组装用轴承量。其中偏航轴承1套，变桨轴承3套，发电机轴承3套，主轴轴承3套，增速器轴承16套，合计26套。此外，还有驱动减速机轴承未计算在内。

按每年新增装机容量10000～12000 MW计算，则每年需新增750kW～3MW风力发电机约10 000台左右，需轴承26万套左右，其中特大型四点接触球转盘轴承约40000套左右。按每台份轴承销售额60一70万元计算，则每年风力发电机轴承总销售额为60—70亿元，这对轴承生产企业来说，是一个不小的市场。

电机的运输、吊装十分困难，一旦轴承发生早期故障，维修费用十分昂贵；因此，风力发电机机组要求配套轴承至少要有20年使用寿命和高可靠性。由于我国风力发电产业“井喷式”发展，我国轴承企业在风力发电机轴承领域仓促上阵，缺乏深入的研发，留下很多隐患，将来有可能面临高额索赔。因此，研究和应用风力发电机轴承的抗疲劳制造技术已刻不容缓。

偏航轴承安装于塔筒顶端、机仓底部，承载风力发电机主传动系统的全部质量，用于准确适时地调整风力发电机的迎风方向。变桨轴承将桨叶和轮毂结合在一起，根据风向，调整桨叶迎风角度达到最佳状态。

偏航和变桨轴承要有足够的强度和承受轴向力、径向力和倾覆力矩联合作用的能力，要求运行平稳，启动力矩小，润滑、防腐及密封性能好。

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