濟南(nan)市鴻慷機電設(she)備有限(xian)公(gong)司位于交通(tong)便(bian)利的泉城濟南(nan)，是全球生產(chan)滾動(dong)軸(zhou)承和直線運動(dong)產(chan)品的領導企業---德國舍(she)弗勒集團在山東的授權代理商。公司(si)專營舍弗(fu)勒(le)集團(tuan)旗下(xia)兩(liang)大品牌(pai)INA軸承和FAG軸承，是一(yi)家(jia)順應經(jing)濟(ji)發展需要而(er)誕生的(de)專業化新型高端軸承公司(si)。多(duo)年來一(yi)直(zhi)從事軸承的銷(xiao)售(shou)和售(shou)后技術支持，在機械行(xing)業技術(shu)方面有著非常豐(feng)富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家分析一下風(feng)力發電機軸承應用(yong)。

軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)整個風(feng)力發(fa)電機中非常重要的(de)(de)(de)(de)(de)零件，由于常年(nian)受到(dao)變載(zai)荷及強陣風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)沖擊，因此在(zai)設計、制造(zao)、維護上有別于普(pu)通(tong)齒(chi)輪箱。而且隨著風(feng)力發(fa)電機設計功率的(de)(de)(de)(de)(de)不斷提(ti)升，軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)在(zai)滿足(zu)傳遞載(zai)荷的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，體積必須要盡可(ke)(ke)能小，重量必須要盡可(ke)(ke)能輕，使用(yong)(yong)壽命卻依然要達(da)到(dao)50年(nian)以上。而國內(nei)外的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)實踐表明，軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)最薄弱的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)節之一(yi)。因此，對軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)進行必要的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)分析是(shi)保證齒(chi)輪箱可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)重要手段。本文將以最常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)設計形式為例(li)，具(ju)體介紹如何通(tong)過對軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)分析，來幫(bang)助提(ti)高軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)，達(da)到(dao)減(jian)少停機時間，提(ti)高軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。

一、軸(zhou)承(cheng)軸(zhou)承(cheng)潤滑分析

眾所周知，軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)輸入軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)一(yi)般在10-20轉(zhuan)/分(fen)鐘(zhong),由(you)于(yu)轉(zhuan)速(su)(su)比較(jiao)低(di)，導致輸入軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)也就是(shi)行(xing)星架支撐軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)膜形成往(wang)往(wang)比較(jiao)難。油(you)(you)(you)膜的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)是(shi)在軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)運(yun)轉(zhuan)時(shi)分(fen)開兩(liang)個(ge)金(jin)屬接(jie)(jie)觸(chu)面(mian)，避(bi)免金(jin)屬與金(jin)屬直(zhi)接(jie)(jie)發(fa)生接(jie)(jie)觸(chu)。我(wo)(wo)們可以(yi)引入一(yi)個(ge)參數λ來表(biao)征軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)效果(guo)(λ定義為油(you)(you)(you)膜厚度(du)(du)(du)(du)與兩(liang)接(jie)(jie)觸(chu)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)(du)(du)之和(he)的(de)(de)(de)(de)比值)。如(ru)(ru)果(guo)λ大于(yu)1，說明(ming)油(you)(you)(you)膜的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)(du)足(zu)(zu)夠分(fen)開兩(liang)個(ge)金(jin)屬表(biao)面(mian)，潤(run)(run)(run)滑(hua)效果(guo)良好；而如(ru)(ru)果(guo)λ小于(yu)1，則說明(ming)油(you)(you)(you)膜的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)(du)不(bu)足(zu)(zu)以(yi)完全分(fen)開兩(liang)個(ge)金(jin)屬表(biao)面(mian)，潤(run)(run)(run)滑(hua)效果(guo)不(bu)理(li)想。由(you)于(yu)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)一(yi)般都(dou)采用(yong)(yong)ISOVG320粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)循環潤(run)(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)，因(yin)此如(ru)(ru)果(guo)發(fa)現λ小于(yu)1，我(wo)(wo)們一(yi)般只能通過降低(di)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)滾(gun)道(dao)及滾(gun)子(zi)的(de)(de)(de)(de)粗(cu)糙度(du)(du)(du)(du)來改(gai)善潤(run)(run)(run)滑(hua)效果(guo)。另(ling)外，在齒輪箱設計(ji)時(shi)，行(xing)星架支撐軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)要(yao)盡量避(bi)免一(yi)端軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)尺寸太小，在實(shi)際的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)分(fen)析中我(wo)(wo)們發(fa)現即使(shi)壽(shou)命滿足(zu)(zu)條件，這種(zhong)設計(ji)也會導致小軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)線速(su)(su)度(du)(du)(du)(du)非常低(di)，油(you)(you)(you)膜更加無法形成。

二、軸承軸承承載區分(fen)析

在(zai)運(yun)轉軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)滾(gun)(gun)子(zi)中一(yi)般只(zhi)(zhi)有(you)一(yi)部分同時承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)載(zai)(zai)(zai)(zai)荷，而這部分滾(gun)(gun)子(zi)所在(zai)的(de)(de)(de)區域我(wo)(wo)們稱之(zhi)為(wei)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)承(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)(zai)區。軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)(zai)荷大小(xiao)(xiao)，運(yun)行(xing)(xing)游(you)隙的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)都會對承(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)(zai)區產生影(ying)響。如果承(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)(zai)區范圍太小(xiao)(xiao)，滾(gun)(gun)子(zi)在(zai)實(shi)際的(de)(de)(de)運(yun)轉中則容易發(fa)生打滑現(xian)象。對于軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)而言(yan)，如果主軸(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)設(she)計采用雙軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)支撐的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案(an)，那么理論(lun)上只(zhi)(zhi)有(you)扭(niu)矩傳遞到(dao)齒輪箱(xiang)。在(zai)這種情(qing)況下(xia)，經(jing)過簡單的(de)(de)(de)受(shou)(shou)力分析，我(wo)(wo)們不難發(fa)現(xian)行(xing)(xing)星(xing)架支撐軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)承(cheng)(cheng)受(shou)(shou)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)(zai)荷是比較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)，因此軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)承(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)(zai)區往往也比較小(xiao)(xiao)，滾(gun)(gun)子(zi)容易發(fa)生打滑。目前，在(zai)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)設(she)計中行(xing)(xing)星(xing)架支撐軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)一(yi)般采用兩(liang)個單列圓(yuan)錐軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)或(huo)者兩(liang)個滿滾(gun)(gun)子(zi)圓(yuan)柱軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案(an)。我(wo)(wo)們可以通過適當預緊圓(yuan)錐滾(gun)(gun)子(zi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)或(huo)者減小(xiao)(xiao)圓(yuan)柱滾(gun)(gun)子(zi)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)游(you)隙的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法來提高(gao)承(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)(zai)區。

另外(wai)，對承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)區的(de)(de)(de)分析可以幫助我(wo)們(men)了(le)解雙列(lie)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)(shi)(shi)否存在僅有一列(lie)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)。目前很多軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)制(zhi)造商在高速軸(zhou)上采用(yong)圓(yuan)(yuan)錐滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)加(jia)圓(yuan)(yuan)柱(zhu)滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案，這種方(fang)(fang)案解決(jue)了(le)傳統球軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)加(jia)圓(yuan)(yuan)柱(zhu)滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)方(fang)(fang)案中(zhong)球軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)容(rong)(rong)易(yi)出現點蝕和剝落的(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)，但(dan)是(shi)(shi)(shi)這種方(fang)(fang)案必(bi)須(xu)要注意一個問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)，那就(jiu)是(shi)(shi)(shi)要避免(mian)雙列(lie)圓(yuan)(yuan)錐滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)發生(sheng)單(dan)列(lie)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)現象。雙列(lie)圓(yuan)(yuan)錐滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)列(lie)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)危害很大(da)：一方(fang)(fang)面(mian)使得軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)實際(ji)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)能力大(da)大(da)降(jiang)低，從(cong)而導致疲勞(lao)壽(shou)命急劇減小，另一方(fang)(fang)面(mian)使得不受(shou)力的(de)(de)(de)一列(lie)滾子(zi)容(rong)(rong)易(yi)處(chu)于(yu)打(da)滑狀態。而通過對承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)區的(de)(de)(de)分析，我(wo)們(men)可以了(le)解所選擇(ze)的(de)(de)(de)雙列(lie)圓(yuan)(yuan)錐滾子(zi)軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)(shi)(shi)否存在單(dan)列(lie)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)，并且(qie)可以采取針對性的(de)(de)(de)措施。軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)高速軸(zhou)的(de)(de)(de)轉速一般(ban)為(wei)1100-2000轉/分鐘，由于(yu)轉速比(bi)較高，軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)所選擇(ze)的(de)(de)(de)游隙值相對其他位置軸(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)一般(ban)要大(da)一些，但(dan)是(shi)(shi)(shi)游隙比(bi)較大(da)也容(rong)(rong)易(yi)造成單(dan)列(lie)承(cheng)(cheng)(cheng)載(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)情況。

如果發(fa)現(xian)單列承(cheng)載的現(xian)象確實(shi)存在，那么(me)可以(yi)(yi)考慮采用(yong)不(bu)同錐角(jiao)的圓錐軸承(cheng)配對(dui)使(shi)用(yong)，用(yong)大(da)錐角(jiao)軸承(cheng)承(cheng)受軸向力(li)，而小錐角(jiao)軸承(cheng)則可以(yi)(yi)很好地避免(mian)不(bu)受軸向力(li)一列脫開而導致單列承(cheng)載。總而言之(zhi)，對(dui)軸承(cheng)承(cheng)載區(qu)的分析可以(yi)(yi)幫(bang)助我們更好地了(le)解軸承(cheng)的運行狀態，以(yi)(yi)便(bian)優化軸承(cheng)的選型(xing)以(yi)(yi)及(ji)完(wan)善(shan)齒輪箱的設(she)計。

三、軸承軸承應(ying)力分析

軸(zhou)承區(qu)別于普(pu)通齒(chi)輪(lun)箱的(de)一(yi)(yi)個最(zui)(zui)大(da)特點，就在(zai)(zai)(zai)于所承受載(zai)荷(he)的(de)無(wu)規律性。以國內目(mu)前流(liu)行的(de)1.5MW齒(chi)輪(lun)箱為(wei)例，一(yi)(yi)般名(ming)義(yi)(yi)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)為(wei)1660KW，但(dan)其(qi)載(zai)荷(he)譜內最(zui)(zui)大(da)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)一(yi)(yi)般可(ke)(ke)以達到(dao)5000KW左右(you)，大(da)約(yue)是名(ming)義(yi)(yi)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)的(de)3倍(bei)(bei)。其(qi)反(fan)轉最(zui)(zui)大(da)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)一(yi)(yi)般可(ke)(ke)以達到(dao)名(ming)義(yi)(yi)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)的(de)2倍(bei)(bei)左右(you)，他們也常(chang)(chang)常(chang)(chang)被用來進行安(an)全靜載(zai)系數的(de)校(xiao)核。在(zai)(zai)(zai)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)遠(yuan)大(da)于名(ming)義(yi)(yi)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)的(de)情況(kuang)(kuang)下，軸(zhou)承出現應力集中(zhong)的(de)概率(lv)(lv)(lv)會大(da)大(da)增(zeng)加(jia)，這一(yi)(yi)現象在(zai)(zai)(zai)低(di)速中(zhong)間軸(zhou)尤為(wei)突(tu)出，原因在(zai)(zai)(zai)于低(di)速中(zhong)間軸(zhou)一(yi)(yi)般采(cai)用空心(xin)(xin)軸(zhou)，剛度相對較差，容易出現偏心(xin)(xin)的(de)情況(kuang)(kuang)，而偏心(xin)(xin)則可(ke)(ke)以加(jia)劇應力集中(zhong)現象的(de)發生(sheng)。

以上主要針對軸承的應用特點，分別從潤滑、軸承承載區、應力集中等幾方面介紹了FAG軸承軸承選擇和分析必須要注意的幾個要點，希望可以以此來避免上述提到的一些問題，從而提高軸承的可靠性，降低風力發電機停機時間。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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