技術(shù)文章
1. 風(fēng)機(jī)軸承技術(shù)要點(diǎn)分析
1.1 偏航軸承總成(660PME047)
偏航軸承總成是風(fēng)機(jī)及時(shí)追蹤風(fēng)向變化的保證。風(fēng)機(jī)開(kāi)始偏轉(zhuǎn)時(shí),偏航加速度ε將產(chǎn)生沖擊力矩M=Iε(I為機(jī)艙慣量)。偏航轉(zhuǎn)速Ω越高,產(chǎn)生的加速度ε也越大。由于I非常大,這樣使本來(lái)就很大的沖擊力成倍增加。另外,風(fēng)機(jī)如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏轉(zhuǎn),偏航齒輪上將承受相當(dāng)大的陀螺力矩,容易造成偏航軸承的疲勞失效。
根據(jù)風(fēng)機(jī)軸承的受力特點(diǎn),偏航軸承采用“零游隙"設(shè)計(jì)的四點(diǎn)接觸球軸承,溝道進(jìn)行特別設(shè)計(jì)及加工,可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。偏航齒輪要選擇合適的材料、模數(shù)、齒面輪廓和硬度,以保證和主動(dòng)齒輪之間壽命的匹配。同時(shí),要采取有針對(duì)性的熱處理措施,提高齒面強(qiáng)度,使軸承具有良好的耐磨性和耐沖擊性。
風(fēng)機(jī)暴露在野外,因此對(duì)該軸承的密封性能有著嚴(yán)格的要求,必須對(duì)軸承的密封形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)軸承的密封性能進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究,保證軸承壽命和風(fēng)機(jī)壽命相同。風(fēng)機(jī)裝在40m的高空,裝拆費(fèi)用昂貴,因此必須有非常高的可靠性,一般要求20年壽命,再加上該軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此在裝機(jī)試驗(yàn)之前必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn),以確保軸承設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)誤。
1.2 風(fēng)葉主軸軸承(24044CC)
風(fēng)葉主軸由兩個(gè)調(diào)心滾子軸承支承。由于風(fēng)葉主軸承受的載荷非常大,而且軸很長(zhǎng),容易變形,因此,要求軸承必須有良好的調(diào)心性能。
確定軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和保持架的結(jié)構(gòu)形式,使軸承具有良好的性能和長(zhǎng)壽命。
1.3 變速器軸承
變速器中的軸承種類(lèi)很多,主要是靠變速箱中的齒輪油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油中金屬顆粒比較多,使軸承壽命大大縮短,因此需采用特殊的熱處理工藝,使?jié)L道表面存在壓應(yīng)力,降低滾道對(duì)顆粒雜質(zhì)的敏感程度,提高軸承壽命。同時(shí)根據(jù)軸承的工況條件,對(duì)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行再優(yōu)化設(shè)計(jì),改進(jìn)軸承加工工藝方法,進(jìn)一步提高軸承的性能指標(biāo)。
1.4 發(fā)電機(jī)軸承
發(fā)電機(jī)軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。通過(guò)對(duì)這兩種軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝方法改進(jìn)、生產(chǎn)過(guò)程清潔度控制及相關(guān)組件的優(yōu)選來(lái)降軸承振動(dòng)的噪聲,使軸承具有良好的低噪聲性能。
1.5 軸承裝機(jī)試驗(yàn)技術(shù)研究
軸承安裝后的實(shí)際性能不僅與軸承自身性能有關(guān),而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關(guān),因此,要對(duì)軸承安裝時(shí)的配合形式、安裝中心的對(duì)中性進(jìn)行研究,使軸承在實(shí)際使用中能夠得到較好的工作性能。
2. 風(fēng)機(jī)軸承技術(shù)現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)軸承主要是變速器軸承和電機(jī)軸承,但性能和壽命還達(dá)不到要求。因此,90%左右的變速器軸承和電機(jī)軸承仍然依賴(lài)進(jìn)口。偏航軸承總成和風(fēng)葉主軸軸承總成還在研制之中,國(guó)內(nèi)除洛軸、瓦軸等大型國(guó)有企業(yè)有少量試制外,很少有廠家生產(chǎn),基本屬空白。
風(fēng)機(jī)軸承開(kāi)發(fā)研制中,存在的主要技術(shù)難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命所需的密封結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術(shù)、特殊保持架設(shè)計(jì)和加工制造方法等。國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)水平與先進(jìn)水平相比存在較大差距,但近幾年來(lái)我國(guó)的一些研究單位在這些方面已經(jīng)取得了一些突破性的研究成果,這必須將加速風(fēng)機(jī)軸承國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程。
1. 風(fēng)機(jī)軸承技術(shù)要點(diǎn)分析
1.1 偏航軸承總成(660PME047)
偏航軸承總成是風(fēng)機(jī)及時(shí)追蹤風(fēng)向變化的保證。風(fēng)機(jī)開(kāi)始偏轉(zhuǎn)時(shí),偏航加速度ε將產(chǎn)生沖擊力矩M=Iε(I為機(jī)艙慣量)。偏航轉(zhuǎn)速Ω越高,產(chǎn)生的加速度ε也越大。由于I非常大,這樣使本來(lái)就很大的沖擊力成倍增加。另外,風(fēng)機(jī)如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏轉(zhuǎn),偏航齒輪上將承受相當(dāng)大的陀螺力矩,容易造成偏航軸承的疲勞失效。
根據(jù)風(fēng)機(jī)軸承的受力特點(diǎn),偏航軸承采用“零游隙"設(shè)計(jì)的四點(diǎn)接觸球軸承,溝道進(jìn)行特別設(shè)計(jì)及加工,可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。偏航齒輪要選擇合適的材料、模數(shù)、齒面輪廓和硬度,以保證和主動(dòng)齒輪之間壽命的匹配。同時(shí),要采取有針對(duì)性的熱處理措施,提高齒面強(qiáng)度,使軸承具有良好的耐磨性和耐沖擊性。
風(fēng)機(jī)暴露在野外,因此對(duì)該軸承的密封性能有著嚴(yán)格的要求,必須對(duì)軸承的密封形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)軸承的密封性能進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究,保證軸承壽命和風(fēng)機(jī)壽命相同。風(fēng)機(jī)裝在40m的高空,裝拆費(fèi)用昂貴,因此必須有非常高的可靠性,一般要求20年壽命,再加上該軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此在裝機(jī)試驗(yàn)之前必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn),以確保軸承設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)誤。
1.2 風(fēng)葉主軸軸承(24044CC)
風(fēng)葉主軸由兩個(gè)調(diào)心滾子軸承支承。由于風(fēng)葉主軸承受的載荷非常大,而且軸很長(zhǎng),容易變形,因此,要求軸承必須有良好的調(diào)心性能。
確定軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和保持架的結(jié)構(gòu)形式,使軸承具有良好的性能和長(zhǎng)壽命。
1.3 變速器軸承
變速器中的軸承種類(lèi)很多,主要是靠變速箱中的齒輪油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油中金屬顆粒比較多,使軸承壽命大大縮短,因此需采用特殊的熱處理工藝,使?jié)L道表面存在壓應(yīng)力,降低滾道對(duì)顆粒雜質(zhì)的敏感程度,提高軸承壽命。同時(shí)根據(jù)軸承的工況條件,對(duì)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行再優(yōu)化設(shè)計(jì),改進(jìn)軸承加工工藝方法,進(jìn)一步提高軸承的性能指標(biāo)。
1.4 發(fā)電機(jī)軸承
發(fā)電機(jī)軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。通過(guò)對(duì)這兩種軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝方法改進(jìn)、生產(chǎn)過(guò)程清潔度控制及相關(guān)組件的優(yōu)選來(lái)降軸承振動(dòng)的噪聲,使軸承具有良好的低噪聲性能。
1.5 軸承裝機(jī)試驗(yàn)技術(shù)研究
軸承安裝后的實(shí)際性能不僅與軸承自身性能有關(guān),而且還與軸承的具體安裝使用條件密切相關(guān),因此,要對(duì)軸承安裝時(shí)的配合形式、安裝中心的對(duì)中性進(jìn)行研究,使軸承在實(shí)際使用中能夠得到較好的工作性能。
2. 風(fēng)機(jī)軸承技術(shù)現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)軸承主要是變速器軸承和電機(jī)軸承,但性能和壽命還達(dá)不到要求。因此,90%左右的變速器軸承和電機(jī)軸承仍然依賴(lài)進(jìn)口。偏航軸承總成和風(fēng)葉主軸軸承總成還在研制之中,國(guó)內(nèi)除洛軸、瓦軸等大型國(guó)有企業(yè)有少量試制外,很少有廠家生產(chǎn),基本屬空白。
風(fēng)機(jī)軸承開(kāi)發(fā)研制中,存在的主要技術(shù)難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命所需的密封結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術(shù)、特殊保持架設(shè)計(jì)和加工制造方法等。國(guó)內(nèi)目前的技術(shù)水平與國(guó)外水平相比存在較大差距,但近幾年來(lái)我國(guó)的一些研究單位在這些方面已經(jīng)取得了一些突破性的研究成果,這必須將加速風(fēng)機(jī)軸承國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程。