風(fēng)電機(jī)組中的風(fēng)電軸承(下)

熱處理后保持9%左右的殘留奧氏體對(duì)軸承產(chǎn)品的接觸疲勞壽命較為有利。然而，殘留奧氏體在使用過程中發(fā)生轉(zhuǎn)變將導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸的變化，因此，必須根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整殘留奧氏體量，對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的軸承則必須采用深冷處理，以盡可能降低殘留奧氏體量。深入研究亞穩(wěn)的奧氏體在使用過程中的穩(wěn)定性問題，有效延緩其分解過程，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。軸承的接觸疲勞破壞是最主要的失效形式，除保證適當(dāng)體積分?jǐn)?shù)的殘留奧氏體外，提高鋼的冶金質(zhì)量嚴(yán)格控制大顆粒夾雜物的存在及分布狀態(tài)對(duì)提高接觸疲勞壽命是非常關(guān)鍵的。目前先進(jìn)
軸承鋼中氧含量要求在4×10－6以下。此外，控制硫化物的尺寸與分布、消除網(wǎng)狀或帶狀碳化物、明顯細(xì)化合金滲碳體，均可有效提高接觸疲勞壽命。

我國(guó)對(duì)風(fēng)電軸承制造方面起步較晚，在研究開發(fā)深度和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。除材料與熱處理
外，風(fēng)電軸承的關(guān)鍵技術(shù)主要有：
1) 設(shè)計(jì)與分析。目前仍以經(jīng)驗(yàn)類為主，受力分析與載荷譜的研究幾乎空白。其中的難點(diǎn)技術(shù)是針對(duì)主軸軸
承的要求無故障運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)13×104h以上，工作壽命20年；并具有99%以上的可靠度；針對(duì)齒輪箱軸承的高損壞率
(據(jù)統(tǒng)計(jì)，齒輪箱故障中約80%左右是軸承失效所致)的高載荷容量設(shè)計(jì)等。
2) 防腐蝕與密封。偏航和變槳軸承部分裸露在外，會(huì)受到環(huán)境污染腐蝕等侵害。因此，要進(jìn)行滿足整個(gè)使
用壽命期的表面防腐處理。同樣重要的是，還有防止軸承內(nèi)部潤(rùn)滑脂泄漏、外界雜質(zhì)侵入的密封技術(shù)。
3) 偏航和變槳軸承的特殊游隙要求。由于偏航和變槳軸承要承受不定風(fēng)力所產(chǎn)生的沖擊載荷等。因此，偏
航軸承要求小游隙；變槳軸承與偏航軸承相比，由于承受的沖擊載荷更大，由葉片傳遞的振動(dòng)也大，所以要求
為零游隙或者稍負(fù)游隙，以減小滾動(dòng)工作面的微動(dòng)磨損。
4) 偏航軸承和變槳軸承滾道的磨削加工。由于風(fēng)電機(jī)組大型化的趨勢(shì)，要求風(fēng)電軸承具有更高的起動(dòng)及運(yùn)
轉(zhuǎn)靈活性。所以，偏航和變槳軸承滾道加工已從常規(guī)的精車轉(zhuǎn)變?yōu)槟ハ骷庸?，配套鋼球也從G48改變?yōu)镚20。
5) 主軸軸承和增速器軸承的高精度加工。其中最主要是所采用的調(diào)心滾子軸承，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致在制造上難以實(shí)現(xiàn)高精度，通常的最高加工精度僅為P5，而現(xiàn)在的設(shè)計(jì)精度已要求達(dá)到P4。保持架的改進(jìn)設(shè)計(jì)，保
持架應(yīng)具有更高的強(qiáng)度和耐磨損性。
6) 檢測(cè)試驗(yàn)。檢測(cè)試驗(yàn)包括摩擦力矩測(cè)量、模擬試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)規(guī)程等。在所有風(fēng)電軸承中，尤其要引起高度關(guān)注的是增速器軸承。風(fēng)機(jī)增速器是大傳動(dòng)比的齒輪箱，由于承受的扭矩和轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍大，傳輸負(fù)載易突變，箱體重量與安裝空間有限制，安裝平臺(tái)存在柔性變形，等等，因而與傳統(tǒng)的重載工業(yè)齒輪箱的應(yīng)用環(huán)境相差甚遠(yuǎn)。目前，部分失效造成風(fēng)機(jī)停機(jī)，增速器占20%左右，是風(fēng)機(jī)部件中比例最高的，而風(fēng)機(jī)增速器的故障80%起源于有缺陷的軸承。因此，對(duì)風(fēng)機(jī)增速器軸承和主軸軸承的可靠性的研究，已成為當(dāng)前風(fēng)機(jī)行業(yè)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，應(yīng)密切關(guān)注和跟進(jìn)一些前沿技術(shù)。新軸承材料的發(fā)展有利于風(fēng)電軸承的強(qiáng)化。日本NSK公司開發(fā)的NSJ2鋼可以提高殘留奧氏體穩(wěn)定性，該鋼尺寸穩(wěn)定性和抗磨損性與GCr15相當(dāng)，而疲勞壽命顯著提高；TF技術(shù)是日本NSK公司針對(duì)污染條件下使用的軸承而開發(fā)的長(zhǎng)壽命高韌性滲碳鋼及相應(yīng)熱處理技術(shù)，通過調(diào)整鋼的合金成分，采用相應(yīng)熱處理，滲碳或碳氮共滲后在零件表面形成大量細(xì)小碳化物，獲得極高的硬度和大量殘留奧氏體(30%～35%)，從而提高接觸疲勞壽命。TF系列鋼有TF、HTF、STF、NTF四種，它們具有良好的耐磨性和抗咬合性，極高的接觸疲勞壽命，尺寸穩(wěn)定性介于表面淬火鋼和整體淬火鋼之間。風(fēng)電軸承現(xiàn)在都是通用軸承，其中一部分要發(fā)展成
為專用軸承，這是一種趨勢(shì)。一定要做好個(gè)性化設(shè)計(jì)的研究工作。