风电轴承圈
是风力发电机组中支撑旋转运动的核心部件,由内圈、外圈、滚动体、保持架、密封装置和润滑系统构成。其通过滚动体在内圈和外圈之间的滚动接触传递载荷,从而实现低摩擦的旋转运动,主要用于偏航轴承、变桨轴承两种功能,确保风电机组的稳定运行。
材料选择直接影响轴承寿命与可靠性。高强度合金钢42CrMo调质处理后基体硬度270-320HB,心部韧性高,适用于偏航轴承;渗碳钢如20Cr2Ni4A表面渗碳淬火硬度58-62HRC,芯部保持35-45HRC,用于变桨轴承以抗冲击磨损;不锈钢如G95Cr18用于沿海高腐蚀环境。
风力发电机的工作环境复杂,风电轴承圈需具备高承载能力和耐久性。虽不直接标注公称压力,但其承载能力可通过径向基本额定动载荷(Cr)、轴向基本额定动载荷(偏航轴承Ca通常≥2000kN)与极限载荷(极端风况下1.5倍安全系数)参数衡量。对于低温环境(如-20℃以下),材料需通过低温冲击试验(冲击功≥27J),以保证在极端低温下的承压稳定性。
风电轴承圈尺寸与机组功率正相关。
小型机组(≤2MW):外径1.5-3m,宽度100-200mm;
中型机组(3-6MW):外径3-6m,宽度200-400mm;
大型机组(≥8MW):外径可达8-12m,宽度≥500mm,需分段锻造后组装。
密封性能直接影响轴承寿命与维护周期,常见的密封面类型有接触式(双唇橡胶密封、PTFE涂层密封);非接触式(迷宫密封、磁性密封)。
风电轴承圈通过高强度材料、精密结构设计及多层密封技术,实现在极端环境下的高可靠性。其尺寸随风机大型化不断突破,承载能力需严格匹配IEC标准与动态风载谱,是风力发电机组实现20年以上寿命的核心保障。