风电机组主轴用双列调心滚子轴承结构的优化设计

风电轴承的有限元分析与优化设计概述：随着可再生能源的蓬勃发展，风力发电作为一种重要的清洁能源方式，受到了广泛关注。

在风力发电系统中，风电轴承是起到支撑重要作用的关键组件之一。

因此，对于风电轴承的分析和设计优化显得尤为重要。

本文将探讨风电轴承的有限元分析与优化设计，以提高其性能和可靠性。

1. 引言风电轴承作为风力发电机组的核心组成部分，负责承受巨大的径向和轴向力，并保证发电机高速转动的稳定性和寿命。

因此，对风电轴承进行有限元分析和优化设计，可以高效地改善其性能和可靠性。

2. 有限元分析有限元分析（FEA）是一种广泛应用于工程领域的数值分析方法，通过将结构分割为有限数量的离散元素来近似连续结构，并以更好的方式掌握其力学行为。

在风电轴承的分析中，有限元分析可以帮助工程师了解其受力情况、变形情况和可能出现的失效机制。

通过有限元分析，可以预测并改善风电轴承的性能。

在进行有限元分析之前，首先需要获取风电轴承的几何模型。

该模型可以通过计算机辅助设计（CAD）软件或三维扫描仪生成。

然后，将模型导入有限元分析软件中，并定义适当的材料属性、边界条件和加载情况。

通过施加不同的载荷情况，可以模拟风电轴承在工作条件下承受的力和压力。

有限元分析的结果包括应力分布、变形情况和刚度特性等。

根据这些结果，可以确定风电轴承的潜在问题和改进方向。

例如，如果发现应力过大或变形超过允许范围，可以通过调整轴承的结构或材料来提高其性能。

3. 优化设计基于有限元分析的结果，可以进行针对风电轴承的优化设计。

优化设计的目标是通过最小化重量、最大化刚度或最小化应力等指标来改善风电轴承的性能。

在优化设计过程中，可以采用不同的方法，例如参数化设计、拓扑优化和智能优化算法。

参数化设计将风电轴承的几何形状和结构参数作为设计变量，并通过计算机模拟和优化算法寻求最优解。

拓扑优化则可以通过优化材料的分布来改善风电轴承的性能。

智能优化算法如遗传算法、蚁群算法和粒子群算法等，可以更快地找到最优设计。

风力发电机组轴承的结构设计与优化随着全球对可再生能源的需求增加，风力发电成为了一种受欢迎的清洁能源形式。

在风力发电机组中，轴承起到了至关重要的作用。

良好的轴承结构设计和优化可以提高风力发电机组的性能，延长使用寿命，并降低维护成本。

本文将讨论风力发电机组轴承的结构设计和优化。

风力发电机组轴承主要承受着旋转轴的负载，并保持风力涡轮的平衡。

因此，合适的轴承结构设计对确保机组的性能至关重要。

首先，轴承结构设计必须能够承受高速旋转轴的重力和惯性负荷。

这需要选用高强度材料和合适的制造工艺，以确保轴承的耐久性和可靠性。

其次，轴承结构设计还要考虑到发电机组的振动和噪音。

振动会对轴承和周围零部件造成额外的应力，进而影响机组的性能和寿命。

为了减少振动，设计师可以通过减少不平衡力、增加轴承刚度、改善轴承质量平衡等方法来优化轴承结构。

此外，合理的润滑系统设计也可以降低摩擦和磨损，减少噪音产生。

另外，风力发电机组轴承的结构设计还需要考虑机组的运行环境。

风力发电机组通常在恶劣的天气条件下运行，例如高温、寒冷和湿润的环境。

因此，轴承结构设计必须具备耐腐蚀、耐高温和耐湿润性能。

选用合适的材料和涂层，采取防护措施，以减少环境因素对轴承的影响，是优化轴承结构设计的关键。

除了结构设计，优化轴承的性能还需要考虑到轴承的摩擦和磨损。

风力发电机组轴承在高速旋转时，会产生较大的摩擦和磨损。

大摩擦力会使轴承温度升高，降低润滑效果，进而影响轴承的寿命和性能。

因此，优化轴承结构设计，减小摩擦力、改善润滑系统是提高轴承性能的重要手段。

在轴承优化方面，数值模拟和实验验证的方法是常用的手段。

数值模拟可以帮助设计师预测轴承在不同负载条件下的应力和变形情况，从而指导结构设计和材料选择。

实验验证则可以验证设计的有效性，并提供实际运行条件下的性能数据。

综合利用数值模拟和实验验证的方法，可以有效地优化轴承的结构设计。

最后，定期维护和保养也是确保风力发电机组轴承持续稳定运行的重要措施。

专题Subject编辑 徐航调心滚子轴承作为风电主轴定位端的受力分析及优化研究[摘要]基于目前风电主轴中采用调心滚子轴承的布置形式，结合常见的调心滚子轴承内部结构特点，分析比较在相同的风力载荷作用下不同结构的定位端调心滚子轴承内部承载和接触应力分布情况，综合接触应力和相对滑动速度的影响因素分析了轴承内部的磨损情况。

针对风电主轴定位端的调心滚子轴承常见的早期磨损失效模式提出了预防和改善措施。

[关键词] 风电主轴承 调心滚子轴承 早期磨损失效 滚子修型 润滑文／黄春亮唐瑜宋欣调心滚子轴承由于承载能力高，且可以补偿因加工、安装以及轴或座的变形引起的同轴度误差，而被广泛应用于风电主轴的支撑结构中，作为一种经济实用的风电主轴承布置方案。

但在某些风力载荷作用下，定位端调心滚子轴承所承受的轴向力可以数倍于径向力，此时双列的调心滚子轴承只有一列滚子承载，另一列滚子处于空载打滑中，而承载的一列可能会出现应力分布不均、边缘应力、轴向窜动大、温升高、磨损加剧、早期疲劳剥落等问题。

一、调心滚子轴承在风电主轴中的布置形式在目前已装机的风力发电机中，约有70%～80%采用主轴轴承支撑原理，也就是主轴承的内圈安装在旋转的主轴上。

根据主轴支撑点的个数，主轴轴承的布置形式分为两点支撑和三点支撑。

调心滚子轴承目前常见于双馈风电机组的主轴支撑应用中，这是由于双馈机组传动系统一般包括轮毂、主轴、主轴承、齿轮箱、发电机等，其传动链较长，需要考虑各部件温升导致的尺寸膨胀，以及制造、装配过程中的不对中对系统的影响。

1. 两点支撑布置形式采用定位端/浮动端轴承支撑的两点支撑形式是最典型的一种布置形式，如图1所示。

轴承被安装在两个独立或一个共同的轴承座内，轮毂侧或齿轮箱侧轴承都可以设计为定位端轴承。

当采用独立轴承座的结构时，轴承位置处轴的角位移动较大，为了补偿主轴和轴承座的不对称，必须采用调心滚子轴承。

如果将定位端轴承放在轮毂侧，其径向力和轴向力的比例更为适合，但主轴的结构会导致定位端轴承的解决方案直径较大，且由于温升的影响，主轴的热膨胀会对齿轮箱轴承有一定的冲击。

风力发电轴承的解决方案随着新能源应用的发展，作为新能源中开发较早的风能，在电网中占据了越来越大的比重。

同时，越来越多的制造商开发了各种不同的风力发电机主机，为了增强其产品在市场上的竞争实力，从传动链设计的改进，到各种零部件不同功能的考虑，都成为风力发电机主机设计改进的不同考虑因素。

作为风力发电机的主要零部件，轴承的选用一直是主机生产厂商最关心的问题，不论是轴承本身的设计，还是轴承配置的选择，都决定着风力发电机主机的运行性能及使用寿命。

由于风力发电机运行工况复杂，主机维修成本较高，保证其运行的可靠性，即风力发电机的使用寿命，一直都是困扰主机制造商的重要问题。

其中轴承的应用对主机效率的影响极为重要。

因此，基于风力发电机的复杂性，SKF专门为其并开发了一种特殊的轴承，即“Nautilus”轴承——一种具有特殊的大接触角的双列圆锥滚子轴承风力发电机主机轴承配置传统的风力发电机轴承配置为双轴承支撑。

根据风力发电机的工作原理，传动链通常采用如下设计：主轴、齿轮箱(增速箱)和发电机。

在主轴上，采取双轴承的配置是比较传统且比较常用的形式，采用的轴承类型根据设计要求的不同而有所不同，但通常较为传统的轴承配置为球面滚子轴承配置或圆锥滚子轴承配置。

双轴承配置的好处在于主轴轴承承受了大部分复杂的风力载荷，除扭矩外，基本上没有其他载荷会传递到传动链的齿轮箱里，给齿轮箱的设计带来了极大便利。

但这种配置也有其自身的缺点，比如传动链较长，除主轴长度外，还要考虑主轴与齿轮箱连接的联轴器的长度。

因此，在小功率的风力发电机中，这种配置比较常见。

在大功率的风力发电机中，过长的传动链则意味着更大的体积以及更高的制造成本。

现最新的主轴轴承配置解决方案为单轴承支撑。

随着风力发电机的发展，大功率风力发电机成为市场发展的趋势，较高的能量密度也成为各主机制造商争相追赶的目标，给轴承设计带来了极大挑战。

在大功率风力发电机里，要保证有足够的载荷能力承受较大的风力载荷。

风主轴支撑的优化设计
Laurentiu Ionescu; Thierry Pontius
【期刊名称】《《现代制造》》
【年(卷),期】2009(000)029
【摘要】目前，在风力发电机主轴位置上固定端使用一个双列调心滚子轴承的方案，并不是一个值得优先考虑的方案，并且在未来的设计中应该避免。

本文主要讲述了在风力发电机主轴位置一端采用双列圆锥滚子轴承，另一端采用圆柱滚子轴承方案的好处。

分析表明使用预紧的双列圆锥滚子轴承可以提高主轴的刚性，从而减小轴承滚道和齿轮箱输入零部件发生假性压痕的可能性。

预紧并优化的内部游隙甚至可以在最极端的风力情况下，确保很好的系统稳定性，滚道的形状经过优化后甚至可以在非常大的偏心情况下正常使用。

【总页数】2页(P8-9)
【作者】Laurentiu Ionescu; Thierry Pontius
【作者单位】铁姆肯公司罗马尼亚应用工程师团队; 铁姆肯公司欧洲区加工设备行业团队
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33
【相关文献】
1.数控车床主轴箱体主轴支撑孔尺寸公差带的合理确定 [J], 李太雷
2.磨床主轴由静压轴承支撑改为滚动轴承支撑的设计 [J], 吴敬;教传艳;张树伟
3.电主轴主轴支撑形式及轴承材质研究 [J], 张宏林
4.高层建筑带支撑钢框架抗风结构中支撑刚度设计的若干问题 [J], 张清泉
5.YANMAR 6N18AL-DN柴油机曲轴失去一道主轴承支撑后的应力状况——兼谈主轴承固定螺栓的螺母松动原因 [J], 郭森权
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风力发电机组轴承的可靠性分析与优化一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为全球范围内替代传统化石能源的重要选择。

而作为风力发电机组的核心部件之一，轴承的可靠性对于风力发电机组的性能和运行安全至关重要。

本文将对风力发电机组轴承的可靠性进行分析与优化，以提高风力发电机组的运行效率和可靠性。

二、风力发电机组轴承的可靠性分析1. 功能与要求分析风力发电机组轴承的主要功能是支撑风力机转子，并将旋转力转化为线性力以驱动发电机发电。

轴承在运行过程中需承受高速旋转、大径向负载和轴向负载等复杂工况下的应力。

因此，风力发电机组轴承的可靠性分析需要考虑以下要求：- 轴承具备优良的承载能力，能够稳定地承受风力机转子产生的径向负载和轴向负载；- 轴承具备较高的耐磨损性能，能够在长期高速旋转的情况下减少磨损，延长使用寿命；- 轴承具备良好的抗冲击性能，能够应对风力机轮毂在运行过程中产生的冲击力；- 轴承具备较低的摩擦阻力，能够降低机械损耗，提高发电效率；- 轴承具备较低的运行噪声，能够减少机组噪声对周围环境的影响；- 轴承具备较高的可维护性，易于维修和更换，减少停机时间。

2. 可靠性分析方法为了分析风力发电机组轴承的可靠性，可以采用以下方法：- 可靠性评估：通过收集大量轴承运行数据，运用统计学方法进行可靠性评估，如故障概率分布、故障时间平均值、失效率等指标，确定轴承的可靠性状况；- 故障模式分析：对已发生的轴承故障进行分析，确定故障的类型及可能的原因，如疲劳、磨损、润滑不良等，为轴承的优化提供参考；- 有限元分析：利用有限元软件对轴承在实际工况下的受力情况进行模拟和分析，了解轴承的应力分布、刚度、变形等性能指标，为轴承的优化设计提供依据。

3. 可靠性优化方法基于可靠性分析的结果，可以采取以下方法对风力发电机组轴承进行优化：- 材料优化：选用高强度、高硬度、高耐磨损的轴承材料，改善轴承的抗疲劳性能和寿命；- 润滑优化：选择适当的润滑方式和润滑剂，确保轴承在运行中具备良好的润滑效果，减少摩擦和磨损；- 结构优化：通过改进轴承结构，提高轴承的刚度和稳定性，减少振动和冲击，延长轴承使用寿命；- 加工工艺优化：采用精密加工工艺，保证轴承内部和外观的几何形状和尺寸精度，降低轴承制造过程中的缺陷和质量问题；- 维护管理优化：建立科学合理的维护管理体系，定期进行轴承检查和维护，及时发现并修复轴承故障，预防发生重大故障。

风力发电机组的轴承寿命分析与优化随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源来源受到越来越多的关注。

在风力发电机组中，轴承作为关键部件，对整个系统的可靠性和性能起着至关重要的作用。

轴承寿命的分析与优化对于提高风力发电机组的运行效率、降低维护成本具有重要意义。

首先，我们需要了解什么是轴承寿命。

轴承寿命是指在特定运行条件下，轴承在无故障的情况下能够正常运行的时间。

轴承寿命的长短直接关系到风力发电机组的维护周期和使用寿命。

因此，分析轴承寿命并采取优化措施，对于延长风力发电机组的使用寿命、提高经济效益至关重要。

在分析轴承寿命方面，了解轴承的工作原理和运行特点是关键。

风力发电机组中常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两种类型。

滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架等组成，其工作原理是通过滚珠或滚子在内外圈之间传递负载，并减小摩擦。

滑动轴承则是通过润滑剂的润滑，使轴承轴承内外圈之间形成无润滑膜，降低摩擦系数。

针对滚动轴承，分析寿命的关键指标是疲劳寿命。

疲劳寿命是指轴承在一定载荷、速度和润滑条件下能够承受的周期次数。

常见的寿命评估方法有L10寿命、L50寿命、L90寿命等。

其中，L10寿命表示在统计意义下，轴承10%的寿命不低于某个指定容限。

L50寿命同样表示在统计意义下，轴承50%的寿命不低于某个指定容限。

L90寿命则是轴承90%的寿命不低于某个指定容限。

对于滑动轴承而言，寿命评估的关键指标是润滑膜磨损量。

润滑膜磨损量是指滑动轴承在特定工作条件下，润滑膜的磨损程度。

润滑膜磨损量的大小直接影响轴承的寿命。

常用的寿命评估方法包括B10寿命和B50寿命，类似于滚动轴承的L10寿命和L50寿命。

在优化轴承寿命方面，以下几点是需要考虑的重要因素：1. 选用合适的轴承材料和设计。

轴承材料是影响轴承寿命的关键因素之一。

选择适合工作条件的材料，如高强度、耐磨损和耐腐蚀的材料，能够提高轴承的寿命。

此外，合理的轴承设计也对寿命有重要影响，如设置适当的负荷分配、减小应力集中区域等。

风力发电技术中关键零部件的优化设计近年来，随着环保意识的不断提高，越来越多的国家和地区开始采用可再生能源来代替传统能源，其中风力发电成为了一种备受关注的可再生能源。

然而，风力发电技术还存在一些问题，如风力机的噪音、磨损和寿命等。

其中一个解决问题的关键是优化风力机的零部件设计。

一、叶片的优化设计叶片是风力机最为重要的部件之一，其采用合理的设计可提高风力机的发电效率和降低噪音。

最近几年，许多研究人员关注于叶片的材料和结构的改进，以提高叶片的强度和耐久性。

例如，采用复合材料和镍基合金等新材料可以提高叶片的抗风压能力和抗冻性能，而采用流线型结构可以减少叶片的空气阻力，从而提高风力机的发电效率。

二、轴承的优化设计轴承是风力机转子传动系统的关键部件之一，其运行状态直接影响整个风力机的运行效果和寿命。

因此，对轴承的优化设计是风力机研究中不可忽视的一部分。

一些研究人员采用复合式轴承或滚球轴承等新型轴承，以提高轴承的承载能力和耐久性。

此外，通过优化轴承的润滑和冷却系统，可以减少轴承的磨损和故障。

三、变桨系统的优化设计变桨系统是风力机的关键部件之一，其主要功能是根据风速和风向控制叶片的角度，以提高整个风力机的发电效率。

一些研究人员采用先进的控制算法，如神经网络和模糊控制等，来提高变桨系统的控制精度和灵敏度。

此外，通过采用逆变器等电力电子器件，可以实现变桨系统的电子控制，从而提高风力机的发电效率和稳定性。

四、发电机的优化设计发电机是风力机的心脏，其转速和功率直接影响整个风力机的发电效率和输出功率。

因此，对发电机的优化设计是风力机研究中至关重要的一环。

一些研究人员采用稀土永磁发电机和双馈轮异步发电机等新型发电机，其具有小型化、高效率、高可靠性等优点。

此外，通过电子开关、软启动器等设备可以提高发电机的控制精度和稳定性。

总之，风力发电技术中关键零部件的优化设计是提高风力机效率、降低成本、提高可靠性的关键在于，随着先进材料的出现、控制技术的发展和制造技术的进步，风力发电技术在未来的发展前景更加广阔，进一步实现可持续发展和低碳生活的目标。

大型风电机组主轴结构优化设计白㊀儒㊀徐苾璇㊀田家彬㊀李钢强㊀张洪达㊀郑㊀冰(山东中车风电有限公司风电装备研究所ꎬ山东２５００２２)摘要:针对某大型风电机组主轴ꎬ建立有限元分析模型ꎬ在对主轴静强度分析的基础上ꎬ根据线性累积损伤理论对其疲劳强度进行分析ꎬ并详细研究了表面粗糙度对疲劳寿命的影响ꎮ关键词:主轴ꎻ有限元分析ꎻ静强度ꎻ疲劳强度ꎻ粗糙度中图分类号:ＴＫ８３㊀㊀文献标志码:ＢＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＳｐｉｎｄｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＬａｒｇｅＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅＵｎｉｔＢａｉＲｕꎬＸｕＢｉｘｕａｎꎬＴｉａｎＪｉａｂｉｎꎬＬｉＧａｎｇｑｉａｎｇꎬＺｈａｎｇＨｏｎｇｄａꎬＺｈｅｎｇＢｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ:Ａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｏｆａｌａｒｇｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｕｎｉｔ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅꎬｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈｈａｓｂｅｅｎａｎａｌｙｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｉｎｅａｒｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄａｍａｇｅｔｈｅｏｒｙꎬａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｎｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｐｉｎｄｌｅꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓꎻｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈꎻｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈꎻｒｏｕｇｈｎｅｓｓ收稿日期:２０１８－１０－２０㊀㊀主轴在风力发电机组运行过程中ꎬ要承受由轮毂传递过来的周期性载荷与随机载荷ꎬ以及传动链自身的扭转振动等载荷ꎬ它是风力发电机组中受力最为复杂ꎬ可靠性要求最高的关键部件之一ꎬ其设计的合理性与安全性直接关系到整个机组运行的稳定性与可靠性[１－２]ꎮ通过建立有限元分析模型ꎬ对主轴的静强度和疲劳强度进行综合分析ꎬ并详细研究了表面粗糙度对疲劳寿命的影响ꎬ有助于指导主轴的结构优化设计ꎬ保证其静强度和疲劳强度均满足设计要求ꎮ１㊀主轴分析模型主轴如图１所示ꎬ为典型的单轴承支撑方式:双列球面调心滚子轴承的内㊁外圈分别与主轴和轴承座过盈装配ꎮ主轴强度分析的整体模型包括主轴本体㊁主轴承㊁轴承挡圈㊁锁紧螺母㊁轮毂和胀紧套ꎮ在进行有限元分析建模时ꎬ去除一些无关结构强度的几何特征ꎬ以便于有限元网格划分[３－４]ꎮ主轴的锁紧螺纹处在分析计算时考虑应力集中系数(ＳＣＦ)ꎬ根据参考文献彼得森应力集中系数[４－５]ＳＣＦ取值２.６ꎮ对于主轴承的滚珠ꎬ则根据罗氏应力应变手册使用仅受压的杆单元(Ｌｉｎｋ１８０)模拟其受力形式和刚度[４－６]ꎮ在轮毂中心旋转坐标系[２]原点建立载荷加载点ꎬ通过梁单元伞与轮毂端面连接ꎬ用于外部载荷施加ꎬ外部载荷则根据叶素理论和坐标转换[２]ꎬ利用Ｂｌａｄｅｄ软件计算得到ꎮ图１㊀主轴强度分析模型Ｆｉｇｕｒｅ１㊀Ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｓｐｉｎｄｌｅ２㊀主轴静强度分析主轴所承受的外部载荷最大的工况见表１ꎬ使用ＡＮＳＹＳ求解计算得到主轴在极限载荷工况下的ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力[７]分布如图２所示ꎮ主轴为３４ＣｒＮｉＭｏ６材料锻造而成ꎬ其屈服强度为６００ＭＰａꎬ根据ＧＬ２０１０规范[２]中对金属部件的设计要求ꎬ考虑材料安全系数取１.１ꎬ则主轴的许用应力为５４５ＭＰａꎬ图２中主轴的应力为２９６.６ＭＰａꎬ位于安装轴承的卸载槽处ꎬ最大应力远小于材料的许用应力ꎬ因此ꎬ主轴满足静强度设计要求ꎮ表１㊀极限工况载荷表Ｔａｂｌｅ１㊀ＬｉｍｉｔｌｏａｄｔａｂｌｅＭｘ∕ｋＮ ｍＭｙ∕ｋＮ ｍＭｚ∕ｋＮ ｍＦｘ∕ｋＮＦｙ∕ｋＮＦｚ∕ｋＮ１０３８.５７９６０.７４７５.８－４２.６５１１.５４７９.２３㊀主轴疲劳寿命分析根据ＧＬ２０１０规范要求ꎬ风电机组中承受交变载荷的零部件需要满足２０年的使用寿命[２]ꎬ因此在主轴设计时ꎬ必须根据其所承受的交变载荷６１Ｎｏ.２«中国重型装备»Ｍａｙ２０１９ＣＨＩＮＡＨＥＡＶＹＥＱＵＩＰＭＥＮＴ情况ꎬ结合材料的Ｓ￣Ｎ曲线ꎬ并依据线性损伤累计法则计算疲劳损伤[２㊁８－９]ꎮ图２㊀主轴静强度结果Ｆｉｇｕｒｅ２㊀Ｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｐｉｎｄｌｅ３.１㊀材料Ｓ￣Ｎ曲线主轴的材料为３４ＣｒＮｉＭｏ６ꎬ材料的Ｓ￣Ｎ曲线可根据ＧＬ２０１０规范Ａｐｐｅｎｄｉｘ５.Ｂ中提供的拟合方法得到ꎬ拟合过程中所要考虑的主要影响因素包括弹性模量㊁泊松比㊁密度㊁抗拉强度㊁屈服强度㊁表面粗糙度㊁切口敏感系数㊁材料安全系数㊁应力集中系数等[２]ꎬ确定拟合曲线斜率ｍ１㊁ｍ２和拐点(Ｎ１ꎬΔσ１)㊁(ＮＤꎬΔσＡ∗)的公式为:ｍ１＝(１２∕Ｆ)＋３(１)ｍ２＝２ｍ１－１(２)ΔσＡ∗＝２σＡ(ＳｐｕＳｔ)γＭ(３)Δσ１＝σ０.２１－ＲγＭ(４)ＮＤ＝１０６.４－２.５∕ｍ１(５)Ｎ１＝ＮＤΔσＡ∗Δσ１æèçöø÷ｍ１(６)式中ꎬＦ为整体修正系数ꎬ包括工艺系数㊁表面粗糙度系数和疲劳缺口系数的综合影响ꎻσＡ为存活率５０％下的疲劳强度ꎻＳｐｕ为存活率系数ꎻＳｔ为厚度系数ꎻγＭ为材料安全系数ꎻＲ为应力比ꎮ３.２㊀疲劳损伤分析根据线性累计损伤理论ꎬ材料在各应力水平下的损伤是独立的ꎬ疲劳的总损伤可进行线性叠加ꎬ其中ꎬ最具代表性㊁被广泛认可的是Ｍｉｎｅｒ准则[２㊁８]ꎬ其破坏判据为:Ｄ＝ｋｉ＝１ｎｉＮｉȡ１(７)式中ꎬｋ表示总的应力水平级数ꎻｎｉ表示第ｉ个应力水平经雨流计数统计得到的循环次数ꎻＮｉ表示第ｉ个应力水平作用下不发生疲劳破坏的许用循环次数ꎻＤ表示各应力水平作用下总的损伤值ꎮ如图３所示为主轴的损伤计算结果ꎮ位置１为静强度结果最大位置处ꎬ其损伤值Ｄ＝０.１２３５<１ꎻ位置２㊁３两区域损伤值均大于１ꎬ其中疲劳损伤最大的点在锁紧螺母后侧过渡处(位置３)ꎬ其损伤值Ｄ＝４.４１８>１ꎮ因此ꎬ该主轴结构不满足疲劳强度设计要求ꎮ图３㊀主轴疲劳损伤结果Ｆｉｇｕｒｅ３㊀Ｒｅｓｕｌｔｏｆｓｐｉｎｄｌｅｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅ图４㊀主轴疲劳损伤优化结果Ｆｉｇｕｒｅ４㊀Ｏｐｔｉｍｉａｌｒｅｓｕｌｔｏｆｓｐｉｎｄｌｅｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅ４　主轴优化设计分析根据主轴结构静强度和疲劳强度分析结果ꎬ可知ꎬ该主轴的安全性受到疲劳强度的限制ꎬ而影响机械结构件疲劳强度的因素有很多ꎬ如应力集中㊁尺寸效应㊁表面状态㊁腐蚀介质㊁加载顺序和频率等ꎬ其中ꎬ以前三项的影响最为重要[１０]ꎮ４.１㊀结构优化零件的应力集中和尺寸效应ꎬ综合而言都体现在零件的几何结构上ꎮ根据主轴的疲劳损伤结果ꎬ对主轴进行如下局部结构改进:(１)加大主轴前端过渡位置处的轴颈ꎮ(２)增大锁紧螺母后侧位置处的过渡圆弧半径ꎮ优化后的主轴结构及其疲劳损伤计算结果如图４所示ꎬ疲劳损伤最大部位仍在锁紧螺母后侧过渡位置ꎬ损伤值Ｄ＝０.２３３６<１ꎬ满足疲劳强度设计要求ꎮ结构优化改进前后主轴关键位置(图３中标注)处的静强度和疲劳损伤对比结果分别如图５７１«中国重型装备»Ｎｏ.２ＣＨＩＮＡＨＥＡＶＹＥＱＵＩＰＭＥＮＴＭａｙ２０１９图５㊀静强度结果比较Ｆｉｇｕｒｅ５㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｓｕｌｔｓ图６㊀疲劳损伤结果比较Ｆｉｇｕｒｅ６㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅｒｅｓｕｌｔｓ图７㊀不同Ｒｚ值的疲劳结果Ｆｉｇｕｒｅ７㊀ＦａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＲｚｖａｌｕｅｓ和图６所示ꎬ从图５和图６可见:局部改进后对应位置处的静强度和疲劳损伤均明显降低ꎬ优化方案取得显著效果ꎻ除此之外ꎬ还可发现疲劳损伤最大位置并不在静强度应力最大处ꎻ原结构疲劳损伤超过１时ꎬ对应的静强度应力远小于材料的许用应力ꎮ４.２㊀表面状态优化主轴的表面状态主要是指主轴的表面粗糙度ꎬ在主轴设计时采用Ｒｚ作为评定参数ꎮ为比较不同粗糙度设计对主轴疲劳强度的影响ꎬ对原模型和优化模型增加计算Ｒｚ值取６.３μｍ㊁１２.５μｍ和５０μｍ时的疲劳损伤ꎬ结构优化前后不同Ｒｚ值对应的最大损伤值结果如图７所示ꎬ分析图中结果可见ꎬ局部结构优化后ꎬ对应不同粗糙度的疲劳损伤值均显著减小ꎻ结构优化前后ꎬ主轴的疲劳损伤值均随着粗糙度的降低而减小ꎬ且疲劳损伤值的对数形式与粗糙度值之间均呈近似的线性关系ꎮ５　结语文中利用有限元分析方法ꎬ以仅受压属性的Ｌｉｎｋ１８０单元模拟主轴承滚珠的载荷传递ꎬ对主轴的静强度和疲劳强度进行了综合分析和结构优化ꎬ根据分析结果得出:(１)主轴的局部结构尺寸对其整体的静强度和疲劳寿命具有显著影响ꎬ合理的结构形式和尺寸设计可有效缓解应力集中ꎬ降低局部应力水平ꎬ以提高静强度和疲劳寿命ꎮ(２)主轴表面粗糙度减小ꎬ其疲劳损伤值随之降低ꎬ且损伤值的对数形式与粗糙度呈近似的线性关系ꎮ因此ꎬ在主轴设计过程中应综合考虑其结构尺寸和加工工艺ꎬ在保证强度设计要求的基础上ꎬ实现减重优化ꎮ参考文献[１]㊀杨校生ꎬ何家兴ꎬ刘东远ꎬ等译.风力发电机组设计导则(第２版)[Ｍ].北京:机械工业出版社ꎬ２０１１:１１２－１１９.[２]㊀ＧｒｍａｎｉｓｃｈｅｒＬｌｏｙｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｅｒｖｉｃｅｓＧｍｂＨ.ＧｕｉｄｅｌｉｎｅｆｏｒｔｈｅＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅｓ[Ｓ].Ｈａｍｂｕｒｇ:Ｇｅｒｍａ￣ｎｉｓｃｈｅｒＬｌｏｙｄꎬ２０１０.[３]㊀吕杏梅ꎬ凡增辉ꎬ王磊.兆瓦级风力发电机组主轴的强度分析[Ｊ].机械传动.２０１３(２):９０－９３.[４]㊀翁海平ꎬ陈棋.兆瓦级风机主轴疲劳分析方法研究[Ｊ].太阳能学报.２０１３ꎬ３４(１０):１７１３－１７１８.[５]㊀ＰｉｌｋｅｙＷＤ.Ｐｅｔｅｒｓｏｎ ｓｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ[Ｍ].Ｈｏｂｏｋｅｎ:ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆ＳｏｎｓＬｔｄ.ꎬ１９９７:９４.[６]㊀ＹｏｕｎｇＷＣꎬＢｕｄｙｎａｓＲＧ.Ｒｏａｒｋ ｓｆｏｒｍｕｌａｓｆｏｒｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒａｉｎ(７ｔｈｅｄｉｔｉｏｎ)[Ｍ].ＮｅｗＹｏｒｋ:ＭｃＧｒａｗ￣ＨｉｌｌＣｏｍｐａ￣ｎｉｅｓＩｎｃ.ꎬ２００２:７０２－７０５.[７]㊀杨桂通.弹塑性力学引论.第２版[Ｍ].北京:清华大学出版社ꎬ２０１３.[８]㊀刘建伟.疲劳累计损伤理论发展概述[Ｊ].山西建筑ꎬ２００８ꎬ３４(２３):２－５.[９]㊀姚卫星.结构疲劳寿命分析[Ｍ].北京:国防工业大学出版社ꎬ２００３.[１０]吴宗泽.高等机械设计[Ｍ].北京:高等教育出版社ꎬ２００１.８１Ｎｏ.２«中国重型装备»Ｍａｙ２０１９ＣＨＩＮＡＨＥＡＶＹＥＱＵＩＰＭＥＮＴ。

海上风力发电用轴承的能效优化设计随着能源需求的增加和对可再生能源的需求增加，海上风力发电作为一种清洁、可持续的能源解决方案，越来越受到关注。

海上风力发电涉及到众多关键技术，其中轴承设计是一个重要的方面。

轴承的能效优化设计可以提高海上风力发电系统的性能和可靠性，本文将对海上风力发电用轴承的能效优化设计进行讨论。

首先，为了实现海上风力发电系统的高效运行，轴承的能效优化设计需要考虑以下几个方面：1. 减小轴承摩擦损失：减小轴承摩擦损失是提高轴承能效的重要手段之一。

在设计过程中，需要选择合适的轴承材料和润滑方式，以减小轴承的摩擦损失。

例如，使用低摩擦系数的材料和采用润滑油膜技术，可以有效降低摩擦损失。

2. 降低轴承内部损耗：轴承内部损耗是影响轴承能效的关键因素之一。

通过采用优化的轴承结构和减小轴承内部摩擦，可以降低轴承的内部损耗。

此外，还可以采用陶瓷材料和高温润滑油等技术手段，减少轴承的内部损耗。

3. 提高轴承的寿命：轴承的寿命是影响海上风力发电系统可靠性的关键因素之一。

在设计过程中，需要考虑轴承的受力情况和工作环境，并选择合适的轴承类型和尺寸。

此外，还可以通过优化轴承的润滑方式和维护保养措施，延长轴承的使用寿命。

其次，为了实现海上风力发电用轴承的能效优化设计，还需考虑以下几个关键技术：1. 轴承参数优化：轴承参数的优化是提高轴承能效的重要手段之一。

通过对轴承内外径、球径、接触角等参数的优化，可以有效提高轴承的载荷承受能力和摩擦特性。

此外，还需要考虑轴承的自重和安装方式，以保证系统的运行稳定性。

2. 润滑方式优化：润滑是影响海上风力发电用轴承能效的重要因素之一。

合理选择润滑方式可以减小轴承的摩擦损失和内部损耗，提高轴承的寿命和运行效率。

常用的润滑方式包括润滑油膜润滑、固体润滑和气体润滑等。

根据不同的工作环境和要求，选择合适的润滑方式是实现能效优化设计的重要保证。

3. 材料选择与表面处理：轴承的材料选择和表面处理对其能效具有重要影响。

双列圆锥滚子轴承结构设计
双列圆锥滚子轴承是一种能够承受较高径向和轴向负荷的滚动轴承。

它的结构设计通常包括内圈、外圈、滚子、保持架和封盖等组成部分。

1. 内圈和外圈：双列圆锥滚子轴承的内圈和外圈的几何形状和尺寸通常根据承载条件和使用要求进行设计。

通常采用聚氨酯材料或钢制品作为内外圈的材料，以保证承载能力和耐磨性。

2. 滚子：滚子是双列圆锥滚子轴承的主要承载部件，通常由钢制品制成。

滚子的几何形状和尺寸会影响轴承的承载能力和摩擦系数，通常需要根据实际需求进行优化设计。

3. 保持架：保持架用于保持滚子的相对位置，通常采用成型钢板制成。

保持架的设计需要考虑到滚动和转动运动过程中的载荷变化和滚子的相互摩擦，以确保轴承的稳定性和耐久性。

4. 封盖：封盖用于保护轴承内部的润滑剂和防止灰尘和污染物进入轴承内部。

封盖的设计通常需要考虑到轴承运动过程中的温度变化和润滑剂的流动性，以确保封盖的密封性和可靠性。

总之，双列圆锥滚子轴承的结构设计需要考虑到轴承的承载能力、摩擦特性、稳定性和密封性等因素，以满足特定应用条件下的使用要求。

通过合理的结构设计，可以提高轴承的寿命和性能。

海上风力发电用轴承的结构优化设计随着全球对可再生能源的需求不断增长，海上风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，正逐渐成为人们关注的焦点。

在海上风力发电系统中，轴承作为重要的关键元件，起着支撑和转动风机装置的作用。

为了确保海上风力发电的安全、高效运行，轴承的结构优化设计显得尤为重要。

在海上风力发电系统中，轴承主要承受来自海洋环境的极端载荷，如强风、恶劣天气条件和盐雾的侵蚀等。

因此，轴承的结构必须具备高强度、耐腐蚀和耐磨损的特性。

基于此，以下几个方面需要考虑进行轴承结构优化设计。

首先，轴承的材料选择至关重要。

为了抵御海洋环境的侵蚀和盐雾的腐蚀，常用的材料包括不锈钢、合金钢和陶瓷材料等。

不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和机械强度，适用于海上环境的长期运行。

合金钢则具备较高的韧性和强度，能够承受极端载荷。

另外，陶瓷材料由于其耐磨损和耐腐蚀性能优异，逐渐成为海上风力发电轴承的新选择。

其次，轴承的密封结构也是优化设计的重点。

在海上环境中，轴承容易受到湿度和盐雾的侵蚀，从而降低运行效率和寿命。

因此，合理的密封结构能够有效地减少湿气和盐雾的渗入，提高轴承的工作可靠性。

这可以通过采用双重密封、橡胶密封环等方式来实现，确保轴承内部的润滑剂不受污染，提高轴承的寿命和可靠性。

第三，优化轴承的内部结构也是设计中的重要考虑因素。

轴承内部的结构设计直接关系到其承载能力和运行平稳性。

一个合理的内部结构应该最大限度地减小滚珠或滚子之间的接触应力，并均匀分布载荷，从而减少轴承损耗和噪声。

此外，通过采用减小摩擦、增加润滑剂和优化轴承组件的方式，还可以降低轴承的摩擦系数和磨损程度，提高轴承的工作效率和寿命。

最后，在结构设计中，应充分考虑海上风力发电系统的可维护性和可持续性。

由于海上风力发电系统位于离岸较远的海域，维护成本较高，因此轴承的设计应具备易于维护和更换的特点。

例如，可以采用模块化设计，使轴承便于拆卸和安装。

此外，还应考虑使用自动润滑系统和智能监测装置，以实现轴承的自动化维护和实时监测，降低运维成本和提高系统的可靠性。

风力发电机组轴承的制造工艺优化与改进研究随着清洁能源的重要性日益凸显，风力发电作为一种可持续的发电方式得到了广泛应用。

风力发电机组作为风力发电系统的核心部件之一，其可靠性和性能直接影响着风力发电系统的运行效率和寿命。

而轴承作为风力发电机组的重要组成部分，其制造工艺的优化和改进对于提高轴承的可靠性和寿命具有重要意义。

本文将针对风力发电机组轴承的制造工艺进行优化与改进的研究。

首先，风力发电机组轴承的制造工艺方面存在的问题是制约其可靠性和寿命的关键因素。

风力发电机组运行在恶劣的环境条件下，包括高温、高湿、大风等，这对轴承的制造工艺提出了更高的要求。

目前存在的问题包括工艺流程的不合理、材料的选择不当、加工技术的不足等。

因此，通过优化和改进轴承的制造工艺，可以提高轴承的可靠性和寿命。

其次，风力发电机组轴承的制造工艺优化与改进可以从以下几个方面展开。

首先，应优化轴承的设计工艺。

传统的轴承设计注重承载能力和转速范围，忽略了轴承的耐久性和寿命。

新一代的轴承设计应考虑到风力发电机组的工作环境和特殊需求，通过提高材料的耐磨性和高温性能等，增强轴承的可靠性和寿命。

其次，应优化加工工艺。

风力发电机组轴承的加工工艺需要满足高精度、高质量的要求。

通过采用先进的数控加工设备和精密的加工工艺，可以提高轴承的加工精度和表面质量，减少加工误差，提高轴承的可靠性和寿命。

同时，也可以借助数据分析和智能化技术，提高加工效率和降低制造成本。

此外，风力发电机组轴承的制造工艺优化与改进还可以从材料选择和处理工艺两个方面进行研究。

材料的选择对轴承的可靠性和寿命具有重要影响。

目前，传统的轴承材料主要包括铁、钢等，但在高温和湿润环境中容易出现腐蚀和疲劳现象。

因此，可以考虑采用先进的特种材料，如陶瓷材料、高温合金等，提高轴承的抗腐蚀性和高温性能。

同时，在材料处理工艺方面，可以采用表面处理技术，如表面硬化、涂层等，提高轴承的表面硬度和耐磨性，延长轴承的使用寿命。

大型风电机组主轴结构优化设计发表时间：2019-07-01T15:19:53.903Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：王范华[导读] 应当逐步促进电气自动化控制技术的优化升级，大力借助人工智能技术的先进功能，降低成本，强化作业时效，并切合现代社会的发展趋势。

国家电投内蒙古察哈尔新能源有限公司 012299 摘要:针对某大型风电机组主轴，建立有限元分析模型，在对主轴静强度分析的基础上，根据线性累积损伤理论对其疲劳强度进行分析，并详细研究了表面粗糙度对疲劳寿命的影响。

关键词:主轴;有限元分析;静强度;疲劳强度;粗糙度在风力发电机组运行过程中，要承受由轮毂传递过来的周期性载荷与随机载荷，以及传动链自身的扭转振动等载荷，它是风力发电机组中受力最为复杂，可靠性要求最高的关键部件之一，其设计的合理性与安全性直接关系到整个机组运行的稳定性与可靠性［1－2］。

通过建立有限元分析模型，对主轴的静强度和疲劳强度进行综合分析，并详细研究了表面粗糙度对疲劳寿命的影响，有助于指导主轴的结构优化设计，保证其静强度和疲劳强度均满足设计要求。

1主轴分析模型主轴如图1所示，为典型的单轴承支撑方式:双列球面调心滚子轴承的内、外圈分别与主轴和轴承座过盈装配。

主轴强度分析的整体模型包括主轴本体、主轴承、轴承挡圈、锁紧螺母、轮毂和胀紧套。

在进行有限元分析建模时，去除一些无关结构强度的几何特征，以便于有限元网格划分。

主轴的锁紧螺纹处在分析计算时考虑应力集中系数(SCF)，根据参考文献彼得森应力集中系数SCF取值2.6。

对于主轴承的滚珠，则根据罗氏应力应变手册使用仅受压的杆单元(Link180)模拟其受力形式和刚度。

在轮毂中心旋转坐标系原点建立载荷加载点，通过梁单元伞与轮毂端面连接，用于外部载荷施加，外部载荷则根据叶素理论和坐标转换，利用Bladed软件计算得到。

3.1材料S-N曲线主轴的材料为34CrNiMo6，材料的S-N曲线可根据GL2010规范Appendix5.B中提供的拟合方法得到，拟合过程中所要考虑的主要影响因素包括弹性模量、泊松比、密度、抗拉强度、屈服强度、表面粗糙度、切口敏感系数、材料安全系数、应力集中系数等。

风力发电机组轴承的可维修性分析与优化近年来，随着清洁能源的迅速发展，风力发电已成为可再生能源中的重要组成部分。

而风力发电机组作为风力发电的核心设备，其轴承的可维修性问题一直备受关注。

本文将对风力发电机组轴承的可维修性进行分析与优化，以提高其可靠性和运行效率。

首先，我们需要了解风力发电机组轴承的可维修性的定义和重要性。

可维修性是指在设备发生故障或需要维护时，能够快速、经济地对其进行修复和恢复正常运行的能力。

在风力发电机组中，轴承是负责支撑叶轮和转子的重要部件，它的可维修性直接影响到整个机组的可靠性和运行效率。

其次，我们需要分析目前存在的轴承可维修性问题。

一方面，由于风力发电机组的特殊工作环境和高负荷运行，轴承在长期使用过程中容易出现磨损、疲劳等故障。

另一方面，风力发电机组位于海上或山区等较为恶劣的环境中，维修工作面临着困难和挑战。

因此，提高轴承的可维修性，对于延长设备寿命、降低维修成本具有重要意义。

针对上述问题，我们可以从以下几个方面进行轴承可维修性的优化。

首先，选择合适的轴承类型和品牌。

不同类型和品牌的轴承具有不同的寿命和可维修性能。

因此，在选择风力发电机组轴承时，应综合考虑轴承的负荷能力、耐疲劳性能、可拆卸性和维修配件的供应情况等因素，选择寿命长、维修便捷的轴承产品。

其次，优化轴承的安装和调试过程。

在风力发电机组的轴承安装和调试过程中，应严格按照厂家提供的操作手册进行操作，确保安装过程中避免人为疏忽或错误导致的故障。

同时，应加强对操作人员的培训，提高其对轴承维修的技术水平和操作规范，从而减少因操作不当而导致的故障发生。

第三，加强轴承的监测和预测。

风力发电机组轴承的故障通常是逐渐发生和积累的，在故障发生之前进行监测和预测可以有效避免严重故障的发生。

因此，应引入先进的故障检测技术，如振动分析、温度监测等，实时监测轴承的运行状态，及时发现并解决潜在问题，预防设备故障的发生，提高轴承的可维修性。

第四，规范化轴承的维护和维修工作。

风力发电机轴承润滑方式的改进摘要：风力发电机（以下简称风机）主轴轴承的寿命关系到整台风机的寿命，且一旦失效，更换非常困难，并且费用昂贵。

目前兆瓦级风机的主轴轴承多采用双列调心滚子轴承，其优点是对主轴的偏斜具有适应性，不会卡死。

采用独立轴承座的结构在实际运行中有部分轴承因润滑不良而过早失效，其主要原因是轴承润滑方式设计不佳，因此，需对其润滑方式进行改进。

关键词：风力发电机；轴承；润滑轴承是风力发电机的关键部件，也是易损伤部件，尤其是风力发电机长期处于极端恶劣的气候环境，承受了较大的机械载荷，轴承极易发生机械和电气损伤。

风电设备的重量和安装高度都在刷新，朝着大型化方向发展，因此对风电设备的维护检修工作要求越来越高，越来越全面，对设备的故障率控制要求也越来越严格。

由于风机工作环境的特殊性，风电设备中配合运动零部件的润滑引起了相关设计、生产、销售和维护公司的重视。

一、慨况1、脂润滑存在的问题（1）更换润滑脂、清洗轴承比较困难。

（2）工作温度变化范围较大，低温状态下润滑脂的流动性非常差，轴承中被挤出的润滑脂将很难再回到滚道中参与润滑。

（3）排废脂困难，新的润滑脂经过半年的运转即变成废脂，若不及时将其清除，废脂将对新加入的润滑脂产生污染，轴承运转中产生的磨损物将大大降低润滑脂的润滑功能，对轴承的寿命产生极大影响。

2、润滑系统特点及各部件选取，对主轴轴承的润滑系统进行改进，采用油润滑系统，原理如图1 所示。

其工作原理为：电动机带动油泵转动，油泵吸入油箱中的润滑油并给润滑油加压，加压后的润滑油经过过滤器和阻尼阀被输送到轴承外圈的润滑油槽中，并经润滑油槽的小孔进入轴承滚道对轴承进行润滑。

未消耗的润滑油从轴承座端盖上的回油孔流回油箱循环使用，该回油孔所处位置低于外滚道的滚道面。

轴承座端盖与轴承座之间采用聚氨酯密封胶来密封。

使用压力表检测润滑系统，不仅方便，而且比使用流量仪经济。

压力表开关用来控制该系统的压力即系统的最高压力P=3MPa，低于0.5 MPa 或高于3MPa 将断电并报警，油泵的工作状态可以在中控室监控。

风电轴承的设计与优化随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛关注和应用。

以风力发电为代表的风能产业得到了快速发展，而其中一个关键的技术领域就是风电轴承的设计与优化。

风电轴承作为风力发电机组重要的组成部分，承担着连接风力发电机组主轴与风能转换装置的重要功能。

其关键性在于提供稳定的支撑，使得风力发电机组能够在不同的工作条件下高效运转。

因此，风电轴承的设计与优化对于提高风力发电机组性能、延长使用寿命具有重要意义。

在风电轴承的设计过程中，需考虑到以下几个关键因素。

首先，轴承的承载能力是一个重要的指标。

由于风力发电机组在工作过程中受到气候条件和风能波动的影响，轴承承受的载荷也会随之变化。

因此，设计风电轴承时应考虑到不同工况下的最大承载能力，以保证轴承在各种条件下都能正常工作。

其次，轴承的寿命是另一个重要的指标。

由于风力发电机组通常工作在恶劣的环境条件下，如高温、湿度、大气中的尘埃等，这可能会对轴承的寿命产生负面影响。

因此，在设计阶段必须特别关注材料选择、润滑和密封等方面，以延长轴承的使用寿命。

此外，轴承的稳定性和振动特性也是设计与优化的重要因素。

巨大的风能转换装置使得风电轴承承受轴向和径向双向的力和力矩，这可能会导致轴承产生不稳定的运动和振动。

因此，在设计过程中需采取合适的措施，如优化几何形状、加强结构刚性等，以增强轴承的稳定性和抗振能力。

另外，风电轴承的润滑与密封问题也需要引起重视。

风力发电机组工作在室外，轴承容易受到雨水、颗粒物和腐蚀性气体的侵蚀。

因此，选择合适的润滑方式和设计有效的密封结构对于减少轴承磨损、延长使用寿命具有重要意义。

在风电轴承的优化方面，可以考虑以下几个方向。

首先，采用先进的材料和制造工艺。

例如，使用高强度、耐磨、抗腐蚀的特殊材料制造风电轴承，可以提高其承载能力和寿命，并降低维护和更换的成本。

其次，优化轴承结构和几何形状。

通过借鉴其他行业领域的设计经验，可以有效改进轴承的结构，降低运行噪音和振动，提高轴承的稳定性和工作效率。