풍력 베어링의 주요 특징
1. 사용 환경이 가혹합니다.
2. 높은 유지비;
3. 높은 기대 수명이 요구됩니다.
풍력 베어링의 분류
풍력 터빈용 베어링은 주로 다음을 포함합니다.
요 베어링, 피치 베어링, 스핀들 베어링, 기어박스 베어링, 발전기 베어링.
즉: 피치 베어링, 요 베어링, 변속기 시스템 베어링(메인 샤프트 및 기어박스 베어링).
발전기 베어링
베어링 유형: 깊은 홈 볼 베어링, 앵귤러 콘택트 베어링 등
작업 조건 특성: 고속(1000-1500rpm), 고온(90-120℃) 및 고하중.
그리스 요구 사항: 우수한 전단 안정성, 우수한 산화 안정성, 우수한 내마모성, 우수한 저온 시동 성능 등
스핀들 베어링
베어링 유형: 테이퍼 롤러 베어링, 구면 베어링 등
작업 조건 특성: 저속(& lt;25rpm), 넓은 온도, 무거운 하중 및 큰 변화, 진동, 높은 습도.
그리스 요구 사항: 우수한 내마모성, 우수한 산화 안정성, 우수한 저온 시동 성능, 우수한 내수성 등
피치/요 베어링
베어링 유형: 4점 접촉 볼 베어링 등
작업 조건 특성: 회전, 넓은 온도, 무거운 하중, 진동, 높은 습도 이상 정지.
그리스 요구 사항: 우수한 내식성 및 내프레팅성, 우수한 저온 시동 성능, 우수한 내수성, 우수한 산화 안정성 등
각 풍력 터빈 장비는 1세트의 요 베어링(선회 베어링), 3세트의 피치 베어링(선회 베어링)을 사용하여 전기를 생성합니다(메가와트 수준 미만의 일부 풍력 터빈은 블레이드 조정이 불가능하며 가변 피치 베어링은 사용되지 않을 수 있음). 기계 베어링(깊은 홈 볼 베어링, 원통 롤러 베어링) 3세트 스핀들 베어링(구면 롤러 베어링) 2세트, 총 9세트.
또한 기어 박스 베어링이 있으며 기어 박스에는 세 가지 구조적 형태가 있습니다. 첫 번째 형태는 15세트의 베어링이 필요하고 두 번째 형태는 18세트의 베어링이 필요하며 세 번째 형태는 23세트의 베어링이 필요합니다. 이런 식으로 풍력 터빈 베어링의 평균 수는 27 세트입니다.
풍력 터빈용 베어링의 구조적 형태는 주로 4점 접촉 볼 베어링, 크로스 롤러 베어링, 원통형 롤러 베어링, 구면 롤러 베어링 및 깊은 홈 볼 베어링을 포함합니다. 요 베어링은 타워와 캐빈 사이의 연결부에 설치되고 피치 베어링은 각 블레이드의 루트와 허브 사이의 연결부에 설치됩니다.
일부 제조업체에서 생산하는 일부 풍력 터빈 베어링 품종
풍력 베어링 생산 공정 요구 사항
1. 단조 온도는 잘 조절되어야 하고 입자는 거칠지 않아야 한다.
2. 기계적 성질을 보장하기 위해 심장의 강화 구조를 보장하기 위해 강화 공정을 제어해야합니다.
3. 표면의 중간 주파수 담금질 경화층의 깊이 제어;
4. 표면에 미세한 균열이 생기지 않도록 하십시오.
풍력 베어링의 윤활 해석
풍력 변속기의 입력 샤프트의 속도는 일반적으로 10-20rpm입니다. 상대적으로 낮은 속도 때문에 입력축 베어링(즉, 유성 캐리어 지지 베어링)의 유막이 형성되기 어렵습니다.
유막의 기능은 베어링이 작동 중일 때 금속 대 금속의 직접적인 접촉을 피하기 위해 두 개의 금속 접촉 표면을 분리하는 것입니다.
베어링의 윤활 효과를 특성화하기 위해 매개변수 λ를 도입할 수 있습니다.
(λ는 두 접촉면의 거칠기의 합에 대한 유막 두께의 비율로 정의됨)
λ>1이면 유막의 두께가 두 금속 표면을 분리하기에 충분하고 윤활 효과가 좋다는 것을 의미합니다.
λ<1이면 유막의="" 두께가="" 두="" 금속="" 표면을="" 완전히="" 분리하기에="" 충분하지="" 않고="" 윤활="" 효과가="" 이상적이지="" 않음을="">
윤활 불량 상태에서 작동하면 베어링이 손상될 수 있습니다. 풍력 기어박스는 일반적으로 점도가 ISOVG320인 순환 윤활제를 사용하기 때문에 λ가 1보다 작은 것으로 밝혀지면 일반적으로 베어링 궤도와 롤러의 거칠기를 줄여야 윤활 효과를 향상시킬 수 있습니다.
또한 기어박스 설계에서 유성 캐리어 지지 베어링은 한쪽 끝 베어링의 크기가 너무 작은 것을 피해야 합니다. 실제 응용 분석에서 수명이 조건을 충족하더라도 이 설계로 인해 소형 베어링의 선속도가 매우 낮아지고 유막이 훨씬 더 형성되지 않음을 발견했습니다.
풍력발전베어링의 베어링면적 해석
일반적으로 주행 베어링의 롤러 중 일부만이 동시에 하중을 견디며, 이 롤러 부분이 위치하는 영역을 베어링의 베어링 영역이라고 합니다.
베어링이 지탱하는 하중의 크기와 주행 간극의 크기는 하중 지지 영역에 영향을 미칩니다. 하중 지지 면적이 너무 작으면 롤러가 실제 작동 중에 미끄러지기 쉽습니다.
풍력 기어박스의 경우 메인 샤프트가 이중 베어링 지원으로 설계되면 이론적으로 토크만 기어박스에 전달됩니다. 이 경우, 간단한 힘 해석 후에, 유성 캐리어 지지 베어링이 지탱하는 하중이 상대적으로 작기 때문에 베어링의 베어링 면적이 종종 상대적으로 작고 롤러가 미끄러지기 쉬운 것을 찾는 것이 어렵지 않습니다. 풍력 기어박스 설계에서 유성 캐리어 지지 베어링은 일반적으로 2개의 단열 테이퍼 베어링 또는 2개의 전체 롤 원통형 베어링을 사용합니다.
테이퍼 롤러 베어링을 적절하게 예압하거나 원통형 롤러 베어링의 클리어런스를 줄임으로써 하중 지지 면적을 늘릴 수 있습니다. 그림 2는 간극을 줄이기 전과 후의 하중 지지 면적을 비교한 것입니다.
풍력 베어링 기술
설계 및 분석: 설계는 여전히 실증적 유추를 기반으로 하며 힘 분석 및 하중 스펙트럼에 대한 연구는 거의 비어 있습니다. 어려운 기술 중에는 13*104h 이상 동안 스핀들 베어링의 문제 없는 작동과 95% 이상의 신뢰성이 있습니다. 기어박스 베어링의 높은 손상율을 위한 고하중 설계.
재질: 요 및 피치 베어링용 40CrMo강의 저온 개선(주변 온도 -40℃∽-30℃, 베어링 작동 온도 -20℃ 부근), 충격 에너지 및 기타 역학 성능 열처리 방법, 표면 유도 경화 경화층 깊이, 표면 경도, 소프트 벨트 폭 및 표면 균열 제어; 증속기 베어링은 외국 STF, HTF 강재의 개발과 동일하며 잔류 오스테나이트의 최적 함량을 제어합니다. 주축 베어링은 국내 진공 탈기강의 품질에 여전히 일정한 격차가 있을 때 일렉트로슬래그 재용해 침탄강 ZG20Cr2Ni4A로 만들어집니다.
