風力發電機組軸承的抗疲勞設計與制造（1）

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軸承抗疲勞制造技術疲勞破壞是滾動軸承典型的失效形式，疲勞失效形式包括次表面起源型、表面起源型和疲勞斷裂型…。
針對上述軸承產生疲勞失效的原因，通過成形技術、熱處理技術、機械加工技術、表面改性技術和長效防護技術的運用，抗疲勞細節的設計和制造以及高純凈度高耐磨性軸承鋼的研發和應用，可以改善軸承應力分布，降低最大應力，延緩次表面和表面裂紋源的形成和疲勞裂紋的擴張，提高強度極限，防止疲勞斷裂等等，進行抗疲勞制
造。

由于國家對包括風電在內的可再生能源發展的高度重視，我國風電產業2004年以后出現了“井噴式”發展的態。我國風力發電機總裝配容量已由2006年的世界第6位上升到2007年的第5位，2008年的第4位，2009年的第2位。

以裝用軸承最多的傳統的帶齒輪箱異步交流發電機為例測算風力發電機組裝用軸承量。其中偏航軸承1套，變槳軸承3套，發電機軸承3套，主軸軸承3套，增速器軸承16套，合計26套。此外，還有驅動減速機軸承未計算在內。

按每年新增裝機容量10000～12000 MW計算，則每年需新增750kW～3MW風力發電機約10 000臺左右，需軸承26萬套左右，其中特大型四點接觸球轉盤軸承約40000套左右。按每臺份軸承銷售額60一70萬元計算，則每年風力發電機軸承總銷售額為60—70億元，這對軸承生產企業來說，是一個不小的市場。

電機的運輸、吊裝十分困難，一旦軸承發生早期故障，維修費用十分昂貴；因此，風力發電機機組要求配套軸承至少要有20年使用壽命和高可靠性。由于我國風力發電產業“井噴式”發展，我國軸承企業在風力發電機軸承領域倉促上陣，缺乏深入的研發，留下很多隱患，將來有可能面臨高額索賠。因此，研究和應用風力發電機軸承的抗疲勞制造技術已刻不容緩。

偏航軸承安裝于塔筒頂端、機倉底部，承載風力發電機主傳動系統的全部質量，用于準確適時地調整風力發電機的迎風方向。變槳軸承將槳葉和輪轂結合在一起，根據風向，調整槳葉迎風角度達到最佳狀態。

偏航和變槳軸承要有足夠的強度和承受軸向力、徑向力和傾覆力矩聯合作用的能力，要求運行平穩，啟動力矩小，潤滑、防腐及密封性能好。

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