2020年澳门六开彩历史开奖记录

  

前往列表 前往
列表

風電軸承技術趨向

風電軸承技術趨向


2005年後市場需求增長,風力發電建立加快。自2009年以來,風力發電建立減慢,但隨著全球環保遭到高度看重,風力發電作爲一種可再生動力(不發生CO2),風力發機電組裝機量能夠連續增長(圖1)。

1、風力發電技術趨向

最近幾年來爲了進步發電效力和下降發電本錢,風力發機電組尺寸逐步增大且裝置場合由海洋向遠洋轉移。今朝,發電才能最大的量産遠洋風力發機電組(容量爲8 MW)由MHI Vestas 臨盆,並已宣告開辟容量爲9.5MW的二代産品。同時,GE公司在2018年3月宣告開辟12MW的遠洋風力發機電組。制作更大的風力發機電組並將其裝置于遠洋的勢頭正在加快



存在2類風力發機電組:一類帶增速箱,另外壹類無增速箱(圖2)。今朝排名前十的大容量風力發機電組(表1)包括這2類。消去增速箱將削減能夠破壞的機械零件的數目,進而進步靠得住性,但風力發機電組將變得較大且更龐雜,乃至于更昂貴且更重。量産MHI Vestas風力發機電組(8MW)和新一代9.5 MW均包括一個增速箱,將來的大型遠洋風力發機電組也將采取這類設計。

2、風電軸承

罕見的包括一個增速箱的風力發機電組動力傳動體系部件組成和運用于傳動體系的典範軸承如圖3所示。在主軸、增速箱、發機電中應用了分歧類型和尺寸的軸承。主軸上須要1或2套外徑爲1~2 m的軸承,這取決于支承構造。很多外徑爲0.2 ~2.0 m的軸承用于支承增速箱的齒輪軸。發機電須要外徑爲0.4 ~0.6 m的軸承支承轉子軸。

隨著風力發機電組尺寸增大,須要更大的軸承且請求軸承具有更高的承載才能。接上去引見NSK爲應對,上述須要所開辟的軸承。


3.1 主軸軸承

支承槳葉的主軸軸承蒙受從槳葉傳遞到增速箱的較大的徑向和軸向載荷,是以其應具有高剛度。


風力發機電組的一種典範主軸構造是由單套軸承支承的三點支承構造(圖2),該結構采取調心滾子軸承作爲主軸軸承。


隨著風力發機電組愈來愈大,感化于軸承上的載荷也變大。大型風力發機電組采取2套軸承支承主軸(圖2)。該構造采取單列或雙列圓錐滾子軸承、單列圓柱滾子軸承和調心滾子軸承


主軸轉速較低(8 ~ 15 r/min),是以脂光滑軸承的光滑狀況較差。更主要的是,調心滾子軸承會產生差動滑動,招致軸承磨損及毀傷(圖4)。NSK采取DLC塗層有用削減這類磨損,該辦法正在評價。

3.2 增速箱軸承

增速箱是使主軸的極低轉速變成發機電真個較高轉速。高的加快比須要較多齒輪。齒輪軸須要10 ~20套軸承支承。



4MW級的主軸轉速約爲11r/min,但是4極發機電轉速則爲1 500~1 800 r/min,加快比跨越130。另外壹方面,因為噪聲成績,槳葉邊沿速度被束縛,隨著風力發機電組增大(槳葉變長),主軸轉速則進一步下降。此時,若將主軸轉速加快到4極發機電轉速,加快比達150以上。是以,體系采取多于4極的發機電和低加快比(約50)(中速類型)的增速箱。



1個行星齒輪和2個斜齒輪增速箱實用于2.5 MW,關於更高加快比則采取2個行星齒輪和1個斜齒輪增速箱,一些低主軸轉速的中速類型增速箱則采取2或3個行星齒輪,如圖5所示。

隨著風力發機電組尺寸增大,進風側輸出扭矩增大,感化于軸承的載荷增長。行星齒輪用一套軸承支承行星架軸,一套軸承支承行星齒輪軸。因扭矩增長,驅動軸變厚,使行星架軸承變大,承載才能增大,但隨著行星齒輪向緊湊化和輕量化發展,行星齒輪軸承承載才能必需進步。因此,在更多的情形下去失落了外圈,行星齒輪軸承裝置孔帶有外圈滾道且軸承承載才能因采取更大滾子直徑而增大(圖6)。

風力發機電組增速箱軸承平日因為顯微組織變更惹起的剝落而晚期毀傷。部門剝落截面的顯微組織經腐化後呈白色,這類剝落平日稱爲白色組織剝落或白蝕裂紋(圖7)。白色組織剝落可經由過程充氫試樣的轉動接觸疲憊實驗再現。是以,風力發機電組增速箱軸承的白色組織剝落由氫惹起。白色組織剝落以為需經4個階段(圖8)

  • 因為受光滑劑的添加劑及滑動、振動、電流的影響,光滑劑分化,發生的氫滲透軸承鋼中;

  • 輪回應力感化招致鋼中構成白色組織;

  • 白色組織邊沿發生裂紋;

  • 裂紋擴大招致剝落。

可在軸承外面用黑色氧化物塗層。氫經由過程光滑劑分化並與新穎金屬外面產生化學反響而發生。黑色氧化物塗層克制新穎金屬外面構成,阻攔氫發生。黑色氧化物塗層的磨損招致軸承壽命削減。是以,軸承退役情況須要充分的油膜。



研討發明改良鋼合金成份可克制白色組,織剝落,進而延伸壽命。添加足夠的合金元素可延遲顯微組織變更。碳氮共滲熱處置也有助于延伸與白色組織剝落相幹的軸承壽命。近外面殘存壓應力可延遲裂紋擴大,增長殘存奧氏體含量可延緩高剪切應力地位的氫集合。



經由過程優化合金元素含量及特別熱處置,NSK已開辟了克制白色組織剝落鋼( AWS -TFTM)。AWS- TFTM到達預期壽命,其克制白色組織剝落壽命爲尺度SUJ2鋼的7倍(圖9)。NSK抗外面來源剝落特級鋼STFTM也可有用克制白色組織剝落,其預期壽命爲尺度SUJ2鋼的4倍。

3.3 發機電軸承

發機電軸承平日采取深溝球軸承和圓柱滾子軸承。發機電軸承內、外圈間常常發生電位差,從而惹起電蝕(電火花部分融化)(圖10)。

應對電蝕的辦法是,不只發機電外緣絕緣處置,尺度軸承也被異樣尺寸的絕緣軸承替換。絕緣軸承要末是拆卸陶瓷球的深溝球軸承,要末是軸承內徑面或外徑面經由過程陶瓷熱噴塗處置(圖11)。

4、剖析與設計

增微風力發機電組尺寸須要軸承具有更高的承載才能。別的,因費用增長(包括建立費用),增速箱的分量和剛度也減小。是以,軸承設計需斟酌全部增速箱的變形。爲了進步軸承承載才能,FEM剖析用來優化堅持架外形(圖12)。對全部增速箱(包含軸承座和行星架)停止FEM剖析,這作爲一種探討增速箱變形的影響的辦法。不只如斯,這類剖析也用來評價軸承中各滾子的承載,預算預期壽命和檢討軸承技術參數(圖13)。

5、停止語

由於遠洋風況更好,所以風力發機電組裝置場合從海洋轉移到遠洋。別的,在中、低風況下,遠洋風力發機電組尺寸和裝置面積增大。是以,市場須要更大的軸承且其具有高承載才能和高靠得住性。

起源:《Motion & Control》



  軸研所大眾號          軸承雜志社大眾號


營銷熱線

特種軸承事業部

-1321

周詳部件事業部

-7521

重型軸承事業部

-2596

制作辦事事業部

-0626

技術中心

-4655

2020年澳门六开彩历史开奖记录