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漫谈风电机组大型化中的主轴承1.1. 引言风电机组是大型旋转机械装备，主轴承不仅是其中的必要部件，而且还是承受较大的载荷的关键部件。
随着机组的大型化，主轴承也越来越大。
从国内风电产业的发展历程看，主轴承的大型化似乎比叶片大型化更难实现，以至于被列为当前急需攻关的技术产品。
本文仍是站在整机的角度漫谈一番主轴承。
1.2. 风电机组的主轴承风电机组中的主轴承有两个功能：确保叶轮及主轴的转动，实现表征着机械能的运动和动力的传递；承受来自叶轮的除扭矩之外的其它无用载荷，并将其传递到塔架及基础。
在水平轴风电机组中，功率流是沿着来风方向向后传递，载荷流是垂直向下传递。
正是由于上述功能定义，在风电机组的机舱拓扑结构中，主轴承（含轴承座）的最佳位置应该在位于塔架顶端的偏航回转支承上方附近，以便于无用载荷以最短的路径，通过偏航回转支承和塔架传递到基础。
由于其功能和处于中心位置的布局，可以认为主轴承是风电机组最重要的机械零部件；由于它的重要性，对主轴承有很高的技术要求；由于技术要求高，主轴承的制造难度也大。
所以目前主轴承的供应还是国外品牌为主。
笔者曾经参观过某品牌轴承的荷兰研发中心，仔细观察了解了从材料到热处理、从摩擦到润滑、从装配到测试的全部研发环节。
不禁感叹，它之所以能在长时间存续和大范围应用，是有它的道理的。
在风电机组中，除了叶轮主轴外，齿轮箱（有齿轮箱时）和发电机（有或无齿轮箱）这两个大部件也需要轴承。
因此，主轴承通常有三种设计方案。
1）方案一——单独设置主轴系这种方案中的齿轮箱和发电机由生产厂商各自研发制造，同时设置有独立的主轴系（含主轴承、轴承座、润滑和定位密封附件）。
主轴系中通常有前后两个主轴承，也有采用单一的双列圆锥滚子轴承的（它是从两个背靠背布置的圆锥滚子主轴承演变来的，简称“双列锥轴承”）。
主轴系、齿轮箱和发电机三者之间通过联轴器联接起来，实现运动和动力传递。
这是一种标准的配置方式，功能明确、各司其责。
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析摘要：近年来，我国对电能的需求越来越多，风力发电有了很大进展。
使用风力作为动力的发电机，其内部的齿轮箱是该电机组当中最为核心的一个机械零件。
齿轮箱内部的高速轴，大量的使用圆锥滚子作为轴承。
但这一类型的轴承发生的振动问题，频繁造成齿轮箱的振动大于规定要求的现象。
根据有关的分析了解到，滚子部位出现的波纹度不正常现象，是导致振动大于规定要求这一问题的主要原因。
关键词：风电；齿轮箱；高速轴；轴承振动；应用分析引言风电齿轮箱是双馈风电机组中连接叶轮和发电机的重要部件，是传递能量和承受风载的核心部件。
根据美国和欧洲相关研究机构统计资料表明：齿轮箱是风电机组故障率最高的部件之一，其引起的故障停机时间最长，其中约达50%源于高速轴轴承故障。
高速轴输入端常采用圆柱滚子轴承，输出端采用圆锥滚子轴承，由于外部风载激励和内部激励，特别是齿轮箱输出轴与发电机轴不对中，将使高速轴轴承载荷增大，给轴承带来附加位移和动载响应，加速高速轴轴承过早失效。
1齿轮失效特征归类概述兆瓦级风机齿轮箱工作环境更加复杂，交变载荷以及运行速度的时刻改变给齿轮失效类型的准确诊断和定位带来了很大困难。
除了齿轮长期运行逐渐积累的失效，风力齿轮箱的复杂运行环境使随机冲击带来失效也时常发生。
为此，该文结合齿轮失效机理和失效演化过程对不同失效类型的特征进行归类分析，以便更加快速判断失效程度和类型。
齿轮正常啮合、发生分布式失效、局部失效3种情况，对其时域、频域特征进行具体分析。
发生断齿失效时，在断齿处将会产生很大的冲击，在时域上表现为幅值的规律性增大；在频域上体现为啮合频率及其倍频的边频带数量增加，幅值增大，分布变广，同时由于冲击会引起齿轮箱某阶固有频率，产生共振带。
当齿轮发生分布式失效时，如齿轮发生均匀磨损时，会导致传动间隙增加进而引起齿轮啮合点相对位置的变化，从而使激励成分发生变化。
在频谱表现为旋转频率、啮合频率及其倍频的位置不发生变化，但幅值增大，即会产生啮合频率及其倍频的幅值增大的现象，同时振动信号会激发以转频为间隔的啮合频率边频带。
圆锥滚子轴承用途有哪些圆锥滚子轴承是一种常见的滚动轴承，具有许多广泛的应用领域。
下面我将详细介绍圆锥滚子轴承的用途：1. 汽车工业：圆锥滚子轴承广泛应用于汽车行业中的传动系统。
例如，在变速器中，圆锥滚子轴承能够承受高速旋转和大扭矩的同时，有效地降低摩擦和磨损，提高传动效率。
此外，圆锥滚子轴承还用于汽车差速器、轮毂和传动轴等部位。
2. 铁路交通：圆锥滚子轴承在铁路交通行业中也具有重要的使用价值。
在列车的车轮轴承中，圆锥滚子轴承能够承受高速旋转和大径向负荷，保证列车的安全运行。
此外，圆锥滚子轴承也应用于铁路机车和客车的传动系统，如传动箱和减速器。
3. 工程机械：圆锥滚子轴承在工程机械行业中也得到广泛使用。
例如，在挖掘机、推土机和装载机等工程机械的转向系统中，圆锥滚子轴承能够承受较大的径向和轴向负荷，同时具有较高的刚性和耐久性。
4. 风力发电：圆锥滚子轴承在风力发电行业中的主轴部位应用非常广泛。
风力发电机组中的主轴承受着风扇叶片旋转产生的巨大径向和轴向力，因此需要具有高强度和刚性的轴承，圆锥滚子轴承正是满足这些需求的理想选择。
5. 矿山设备：在矿山设备中，圆锥滚子轴承也有重要的应用。
例如，在矿石破碎机和筛分机等设备中，圆锥滚子轴承能够承受较大的冲击负荷和振动负荷，同时具有较高的可靠性和耐久性。
6. 航空航天：在航空航天领域中，要求轴承具有较高的精度和可靠性。
圆锥滚子轴承由于其特殊的结构设计和制造工艺，能够满足航空航天设备对于高速旋转和复杂载荷的要求。
因此，圆锥滚子轴承被广泛应用于航空发动机、飞机起落架和导航设备等重要部位。
7. 冶金设备：在冶金设备中，圆锥滚子轴承也有许多应用。
例如，在轧机和连铸机等设备中，圆锥滚子轴承能够承受较大的载荷和冲击负荷，同时具有较高的转速和刚性。
总之，圆锥滚子轴承由于其结构特点和性能优势，在汽车工业、铁路交通、工程机械、风力发电、矿山设备、航空航天和冶金设备等领域都有广泛应用。
风力发电机组轴承的温度场分析与优化设计随着能源需求的增加和环境保护的呼吁，风力发电作为一种清洁、可再生的能源发电方式得到了广泛关注和推广。
在风力发电机组中，风力涡轮机的转动离不开轴承的支撑，而轴承的温度场分析与优化设计对于保障风力发电机组的安全运行和寿命延长具有重要意义。
在风力发电机组中，轴承是承受风机旋转载荷和重力荷载的重要组成部分。
轴承的温度直接影响其寿命和运行效果。
因此，对轴承的温度场进行分析是确保风力发电机组安全运行的关键步骤。
首先，对风力发电机组轴承的工作原理进行分析。
轴承承载时会产生摩擦热和变形热，这些热量会传导到轴承和周围环境中。
此外，由于风力发电机组外部环境的影响，例如气温、风速等因素，也会对轴承的温度场产生影响。
因此，建立轴承的热传导数学模型是分析轴承的温度场的基础。
然后，对风力发电机组轴承的温度场进行数值模拟分析。
通过有限元分析和计算流体力学模拟方法，可以模拟轴承在不同工况下的温度场分布。
在数值模拟分析中，需要考虑多种因素，例如轴承材料的导热性能、轴承的受力情况、轴承周围环境的温度和风速等。
通过对轴承温度场的数值模拟分析，可以了解轴承的热传导路径和热量分布情况，为轴承的优化设计提供指导。
接下来，对风力发电机组轴承的优化设计进行探讨。
通过上述的温度场分析，可以确定轴承热量传导的瓶颈位置和关键因素，为轴承的优化设计提供依据。
例如，可以通过改善轴承材料的导热性能、优化轴承的结构和形状等方式，减小轴承的温度场分布不均匀性，提高轴承的散热效果。
此外，还可以通过改变轴承周围的散热环境，例如增加散热片、改善附近的风流条件等，来提升轴承的散热能力。
最后，针对风力发电机组轴承的温度场分析与优化设计提出几点建议。
首先，应加强对轴承工作情况的实时监测与记录，以便及时发现轴承温度异常情况。
其次，应定期对轴承进行维护与保养，包括清洁、润滑和紧固等，以确保其正常运行和延长寿命。
此外，还应加强对轴承材料和结构的研究，积极探索新型材料和设计方案，提高轴承的耐热性能和散热效果。
圆锥滚子轴承使用场合
圆锥滚子轴承常用于承受较大径向和轴向载荷的场合，特别是在车辆和工程机械中广泛应用。
以下是一些圆锥滚子轴承常见的使用场合：
1. 汽车轮毂：圆锥滚子轴承能够承受较大的径向载荷和轴向载荷，适用于承受汽车的重量和行驶过程中的冲击负荷。
2. 工程机械：圆锥滚子轴承常用于挖掘机、起重机、铣床等工程机械中，可以承受大量的径向载荷和轴向载荷，在重载和高速工况下保持良好的运转稳定性。
3. 铁路车辆：圆锥滚子轴承适用于火车的车轮和主轴承载架，能够承受较大的径向和轴向载荷，并保持运行的可靠性和长寿命。
4. 风力发电机：圆锥滚子轴承通常用于风力发电机的主轴承承载，能够承受风力发电机叶片产生的大扭矩和载荷，并具有良好的自润滑性能。
5. 航空航天设备：圆锥滚子轴承广泛应用于航空发动机、飞机起落装置、导航设备等领域，保证设备的高速、高温、高精度和高可靠性运行。
总之，圆锥滚子轴承适用于需要承受较大径向和轴向载荷，并要求高速、高温、高精度和高可靠性的场合。
第3期(总第232期)2022年6月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION No. 3Jun.文章编号；1672-6413(2022)03-0020-03风电机组主轴承滚道应力和润滑特性分析*王岳峰，黄虎，李达(太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原030024)摘要：以兆瓦级风电机组圆锥滚子主轴承为研究对象，综合考虑轴、轴承、润滑介质和环境温度之间的热力耦合传导效应，研究滚动轴承滚道应力和滚道油膜润滑效果。
研究结果表明：内、外圈滚道均在滚子中心区 域接触应力达到最大值，内圈滚道应力要略微大于外圈滚道应力；油膜厚度分布规律与滚道接触应力分布基本一致；轴承转速对油膜厚度影响最大，润滑温度和轴向载荷的影响逐渐减小，径向载荷的影响最小；增大轴承转速，降低润滑温度，减小轴向和径向载荷有助于增大油膜厚度。
研究结果为改善风电机组主轴承的润滑性能提供了应用参考。
关键词：主轴承；风电机组；滚道应力；润滑特性中图分类号：TP391. 7 文献标识码：A0引言主轴承作为风力发电机组核心部件之一，其可靠性对机组的稳定运行起到至关重要的作用口勺。
风电 机组主轴承长期在低速重载工况下运行，轴承滚子和 滚道之间形成的润滑油膜是避免滚子滚道摩擦损伤、 确保轴承正常运行的关键⑷。
王亚彪等皈基于弹流理论研究了主轴承在极限工 况的点接触情况下的润滑油膜性能。
周江敏等页通过 计算平均雷诺流体润滑方程，研究了轴承滚子与滚道 表面纹理和硬弹比对滚子轴承混合润滑油膜的影响。
华希俊等［呦研究了激光微织构滚动轴承表面的润滑 特性和弹流动压性能。
王文中等［如研究了润滑接触中弹性变形快速数值计算方法和激光织构化GCrl5 轴承钢配副在脂润滑条件下的摩擦学性能。
许多学者 对轴承的润滑理论进行了研究，而针对风力发电机组 圆锥滚子轴承基于不同输入交变载荷、摩擦因数、润滑 温度和轴承转速下的滚道接触应力和滚道油膜润滑效 果的分析，以及对轴承滚道油膜润滑厚度与滚道接触 应力、轴承转速等参数的耦合量化关系研究还相对较 少,而轴承滚道应力和油膜润滑厚度对各工况下轴承 稳定运行至关重要。
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。
解读大功率海上风电机组轴承解决方案佚名【摘要】is article introduced several main sha bearing solutions for large power o shore wind turbines including tapered roller bearing plus cylindrical roller bearing solution, ultra-large double row tapered roller bearing solution as well as 2 single wide spread tapered roller bearing solution. Each of them has its own characteristics to t di erent design speci cations. An analysis of each solution's advantages and disadvantages has been also made in this article.% 本文介绍了几种不同的大功率风电机组主轴轴承解决方案，包括圆锥滚子轴承加圆柱滚子轴承双轴承方案，超大双列圆锥滚子轴承单轴承方案以及单列圆锥滚子轴承双轴承方案。
每种方案具有不同的特点，适用于不同的设计要求。
本文对这几种方案进行了对比分析并且详细阐述了各自的优缺点。
【期刊名称】《风能》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P92-95)【关键词】海上风电;主轴轴承;游隙【正文语种】中文【中图分类】TM614继陆地风场被大规模开发后，越来越多的人开始把目光转向海上风电这块更广阔的领地。
但是，由于风电机组的功率和应用环境的不同以及相对来说更加昂贵的维修费用，海上风电机组的技术要求以及设计标准在一定程度上要高于陆地风电机组。
轴承作为风电机组主传动链中最核心的零部件之一，其在设计、选型、应用分析和安装维护等方面对于风电机组整个寿命周期内的运行效率和可靠性有着极其重大的影响。
大型风电机组主轴轴承承载能力分析于虹1,田振亚2,邹荔兵2(1 广东明阳龙源电力电子有限公司,广东中山528437;2 广东明阳风电产业集团有限公司风能研究院,广东中山528437)摘要:介绍了目前大型风力发电机组主轴轴承所承受的载荷工况,分析了主轴轴承的偏载情况、润滑和游隙对承载能力和寿命的影响,以及主轴轴承的振动对自身寿命的影响,提出了设计中需要注意的重点、改进意见和建议。
关键词:主轴轴承;偏载;润滑;游隙;轴承振动中图分类号:T H133 3 文献标志码:A 文章编号:1007 290X(2011)05 0039 02Analysis on Carrying Capacity of Main Shaft Bearing in Large Wind TurbinesY U Ho ng1,T I AN Z he n ya2,Z OU L i bing2(1.G uangdong M ingy ang L ong yuan P ow er Electr o nics Co.,L td.,Z h ongshan,G uangdo ng528437,China;2.W ind Pow er Resear ch Institute o f G uangdo ng M ingy ang W ind Pow er I ndustr ial G r oup Co.,L td.,Z hongshan,G uangdo ng528437, China)Abstract:T he pa per intr oduces cur rent load cases o f ma in shaf t bear ing in lar ge w ind turbine s,it analy zes im pact of unbala nce d lo ading,lubr ica tio n and clear ance o n bear ing ca pa city and lif e o f main shaft bear ing;it a lso expo unds im pa ct of main shaft bea ring vibrat io n on its life time and pr opo ses e ssentials,impro vem ents and sug gestio ns.Key words:m ain shaft bear ing;unba lanced loading;lubr icatio n;cle ar ance;bear ing vibr ation风力发电机组功率的不断增大带来风电机组体积和载荷的增加,这对风电机组的可靠性和安全性提出了更高的要求。
海上风力发电用轴承的冷却性能分析引言：海上风力发电作为清洁能源的重要组成部分，已经在全球范围内得到广泛应用。
然而，海上环境的复杂性以及风力发电设备运行时产生的高温问题，对轴承冷却性能提出了挑战。
本文将对海上风力发电用轴承的冷却性能进行分析，探讨提高轴承冷却效率的方法和技术。
1. 轴承的冷却原理轴承在海上风力发电系统中承担着重要的角色，其工作温度直接影响着发电设备的效率和寿命。
为了保持轴承的稳定工作温度，冷却系统必不可少。
轴承的冷却原理主要包括自然对流、强迫对流和传导三种方式。
自然对流是指气体或液体通过温度差异而产生的自然流动；强迫对流是通过外部装置施加压力或通过风扇等设备产生的冷却气流；传导是指热量通过固体物质的直接传递。
2. 影响轴承冷却性能的因素（1）环境因素：海上风力发电设备处于恶劣的海上环境中，海水的高温、高盐度和高湿度等因素都会影响轴承的冷却性能。
（2）轴承结构：轴承的内部结构以及材料的导热性能对轴承冷却性能有着直接影响。
优化轴承的结构和选用导热性能较好的材料可以提高其冷却效率。
（3）冷却系统设计：冷却系统的设计与安装位置、冷却介质的选择以及流体动力学参数等密切相关。
合理设计冷却系统可以提高轴承的冷却效果。
3. 提高海上风力发电用轴承冷却性能的方法（1）优化轴承结构：通过改进轴承内部结构，增加对流通道或散热板等结构，增大热量传递的表面积，降低轴承工作温度。
（2）选用高导热性材料：选择导热性能较好的材料，可以提高轴承的热传导效率，将热量迅速传递到周围环境中。
（3）优化冷却系统设计：在风力发电设备的设计阶段就应考虑冷却系统的合理设计。
通过模拟分析和实验验证，确定冷却系统的最佳位置、冷却介质的选择以及流体动力学参数的设置，确保冷却效果的最大化。
（4）增加冷却系统的容量：增加冷却系统的容量，可以提供更多的冷却介质，提高轴承的冷却效率。
（5）定期维护和检查：定期对海上风力发电装置的轴承进行维护和检查，确保冷却系统的正常工作，及时发现和排除故障。
圆锥滚子轴承在风电主轴支撑结构中的应用与分析
现代制造2012年4月16日
随着风力发电机功率的不断提高，以往在主轴支撑结构中使用较多的调心滚子轴承正在逐渐地被圆锥滚子轴承方案所取代。
常见的圆锥滚子轴承方案有三种，分别是双列圆锥滚子轴承加圆柱滚子轴承的方案，两个单列圆锥滚子轴承配合使用的方案以及一个超大圆锥滚子轴承的方案。
这三种方案具有一定的共性，但又各自具有不同的特点，因此适用于不同的主轴设计思路。
本文通过比较的方法阐述了这三种圆锥滚子轴承方案的特点以及在轴承选型分析时需要注意的关键点。
陆建国铁姆肯公司高级应用工程师
双列圆锥滚子轴承+圆柱滚子轴承方案
1. 布置结构
这种方案被广泛地应用于兆瓦级风机的主轴支撑结构中，常见的布置形式有两种：一是圆锥滚子轴承布置于上风向位置，圆柱滚子轴承布置于下风向位置；二是圆锥滚子轴承布置于下风向位置，圆柱滚子轴承布置于上风向位置。
无论哪一种布置形式，一般圆锥滚子轴承都作为固定端支撑而承受轴向力，而圆柱滚子轴承则作为浮动端而吸收轴向热膨胀。
圆锥滚子轴承被布置于上风向时，由于其不仅要承受很大的径向力还要承受轴向力，所以轴承所需的承载能力要远远大于下风向的圆柱滚子轴承。
因此轴承的成本相对会比较高，但是圆锥滚子轴承可以采用预紧也即负游隙从而使得轮毂端的刚性得到提高。
2. 游隙及锥角的选择
这种方案比较常见的组合是NU/NNU型圆柱滚子轴承加上双内圈型圆锥滚子轴承，有时也会采用NJ型圆柱滚子轴承。
双列圆锥滚子轴承两排滚子间的载荷分配一般都不是均匀的，承受外部轴向
力的一列受力要大很多，相应地疲劳寿命也会小很多，适当减小游隙可以在一定程度上避免这种情况的发生。
图一和图二是某1.5MW风机同一工况下不同游隙所形成的承载区比较。
图一同一工况下-0.2mm 安装游隙时两列轴承的承载区
图二同一工况下0 mm 安装游隙时两列轴承的承载区
这种方案采用的圆锥滚子轴承的锥角一般都比较小，原因在于相同尺寸下缩小锥角可以提高轴承的径向承载能力。
另外，轴承采用小的锥角可以减少双列圆锥滚子轴承发生单列承载情况的概率。
3. 轴承跨距的选择
无论是圆柱滚子轴承还是双列圆锥滚子轴承，它们的载荷支撑点理论上都位于轴承的中心位置，因此采用该方案的主轴支撑结构载荷作用点跨距等于浮动端和固定端轴承间的距离，如图三所示。
图三轴承布置图
方案中轴承支承点跨距和所需轴承自身的内外径以及锥角没有关系，而仅仅和轴承布置的距离相关。
这就意味着在实际的主轴设计中，如果所选择的轴承尺寸和承载能力没有足够大的设计余量，那么主轴必须要采用长主轴的设计理念，通过增加轴承之间的跨距来提升支承系统抗倾覆力矩的能力。
两个单列圆锥滚子轴承方案
1. 布置结构
这种方案在国外应用得非常广泛，从千瓦级风机到兆瓦级风机都有应用，从结构上看，这种方案又分为跨式布置和悬臂梁布置两种形式（图四）。
功率较小的风机通常采用跨式布置形式，其优点是轴承受力较小，成本相对较低，但功率较大时随着叶片以及轮毂尺寸的变大，主轴的加工比较困难。
因此跨式布置形式虽然在国外比较常见，但目前国内采用此种布置形式的并不多见。
与之相对应的是，采用悬臂梁布置形式时，轴承尤其是上风向轴承尺寸较大，成本较高，但主轴加工相对要简单一些。
目前笔者所了解到的国外10MW的风机所采用的主轴轴承支撑结构就是悬臂梁式单列圆锥滚子轴承方案。
图四跨式支撑结构和悬臂梁式支撑结构
两个单列圆锥滚子轴承一般采用背对背的布置形式，目的是为了提高轴承的跨距，从而降低轴承所受的载荷并提高系统抵抗倾覆力矩的能力，因此采用该种方案时主轴的长度比第一种方案短，因此从成本角度来说整个轴系（含轴承）的成本比第一种方案低。
从选型角度来看，一般适合采用锥角略大的
设计以进一步提高有效跨距。
其中下风端轴承受力较小，所以可以采用较小的轴承以降低成本。
2. 安装配合的要求
和前一种方案一样，这种方案也要求采用一体式的轴承座，如果采用类似调心滚子轴承式的分体轴承座往往容易造成两个轴承的偏心过大，从而影响轴承的使用寿命。
轴承的样本寿命计算是基于万分之五弧度的偏心量，从笔者的实践来看，如果偏心超过千分之一，则轴承的寿命将会受到显著的影响。
该方案在选型设计时一般推荐轴孔采用较大的过盈配合，即无论轴旋转还是轴承座旋转，轴和孔都采用较大的过盈配合，如果采用的主轴是空心轴则过盈量要根据周环应力的大小适当进行调整。
在本文所讨论的三种圆锥滚子轴承方案中，这种方案所采用的过盈量是最大的（同等尺寸下），原因在于单列圆锥滚子轴承承受径向力之后会产生一定轴向分力，而且这里的锥角一般比普通应用略大，所以轴向分力相对也比较大，因此必须要保证轴和内圈之间以及轴承座和外圈之间具有足够的摩擦力防止相对运动。
在实际选型设计中，如果没有对这种情况进行校核和分析，那么笔者建议所有这些接触面都要进行硬化处理。
3. 游隙要求现场调整
此种方案具有很高的经济性，在国外也已经较为普遍，但目前国内使用的并不多，其中很重要的原因就是很多设计人员担心在进行风机传动链设计时采用这种轴承选型后游隙调整比较困难。
不可否认，这种设计在调整游隙时具有一定的难度，但只要掌握了恰当的技巧或者方法便完全可以克服。
笔者和主轴设计人员交流时一般会提供两种游隙调整或实现的方法，一种是通过现场测量和计算，另一种是
采用一个标准内圈模块。
这两种方案在国外以及国内都有应用。
实际上，由于游隙是现场测量调整，因此实际的装机游隙能够控制在一个非常小的范围之内。
第一种方案圆锥滚子轴承安装后游隙范围一般在0.2mm至0.4mm之间，而这种方案则可以控制在0.1mm之内，而且从实践来看，这种方案轴承的寿命曲线相对比较平缓，所以所允许的游隙误差也比较大。
4 . 关于温差的问题
对于这种方案，很多设计人员还有另外一个顾虑，那就是热胀冷缩。
由于风机所处的环境温度变化比较大，所以他们担心在比较极端的温度下轴承的游隙变化太大而导致轴承发生提前损坏。
事实上，这种担心是没有必要的。
首先必须要把环境温度变化和轴承温差区分开来，其次要正确认识圆锥滚子轴承布置形式对温度敏感性的问题。
影响轴承游隙的是内外圈的温差而不是整体环境的温度变化，环境温度从常温上升到50摄氏度时，不仅轴会膨胀，其他的部件也会。
在膨胀系数差别不大的前提下，游隙的变化不会如很多人想象的那么大。
还有更重要的一点就是，单列圆锥滚子轴承分为背对背和面对面两种布置形式，分别适合不同的应用，在风机主轴上为了提高抗倾覆力矩的能力，一般采用背对背的布置形式。
这两种布置形式下轴承的运行游隙对温差敏感性是完全不同的。
假定在一个应用中，有两个锥角为23度的单列圆锥滚子轴承被布置成背对背以及面对面两个形式，假设温差达到20摄氏度，轴承之间距离为2m，轴承外圈平均工作点直径0.9m，零部件的膨胀系数为12*E-6, 那么面对面安装时轴向游隙的变化为0.984mm，背对背安装时轴向游隙的变化为0.024mm，两种不同布置形式对温差的敏感性差别极大。
超大双列圆锥滚子轴承方案
1. 主要特点
这种方案最大的特点就是主轴非常短，为了提高抗倾覆力矩的能力，轴承径向直径很大且采用的锥角也非常大，比如说45度，以此来提高轴承的两个实际支承点的有效跨距。
从成本角度考虑，这种方案有效缩短了主轴的长度，但轴承本身的成本却非常高。
这种方案在直驱型以及混驱型风机中比较常见，原因在于整个轴系传动链的设计非常紧凑。
一般情况下，轴承的游隙值采用负游隙，以实现性能的优化。
2. 需要整体性分析
这种方案在确定轴承游隙时必须要考虑夹紧力以及整个系统刚性的影响，在实践中我们发现通过FEA 有限元分析得到的安装前和安装后游隙和通过普通公式得到的安装前和安装后的游隙关系图差别很大。
因此在实践中我们一般建议进行整个系统的FEA分析，从而得到较为准确的安装前与安装后游隙关系图，然后进一步确认安装前的游隙。
为了提高性能，我们一般建议轴承工作在负游隙范围之内，因此可以利用6 Sigma方法进行尺寸公差的计算，从而得到99.73%概率下的游隙范围值，这是对FEA 分析方法的一种补充和验证。
与前面提到的两种方案所不同的是，这种方案往往把密封等很多其他的部件集成到轴承之中，因此除了正常的轴承疲劳寿命以及应力计算之外，必须要对极限工况下轴系各个位置，尤其是密封位置处变形等进行评估。
在很多情况下，这种方案的轴承座或者主轴被螺栓所取代，一方面使得结构更为紧凑，另一方面彻底
消除了跑圈的可能性，但在进行轴承分析时要考虑到螺栓对于轴承的影响。
这三种方案是风机主轴上常见的圆锥滚子轴承选型方案，他们各有特点，适合于不同的风机设计思路。
表一是对这三种方案进行的简单对比，这个表格中主要突出各种方案的最重要的特点。
在实际的选型设计时，可以参考这个表一进行方案的初始选择。
表一三种方案的简单对比
注释：
本文图例中所应用的具体数据均基于特定的轴承型号和应用工况，不同的结构设计和环境条件的变化会得到不同的分析数据结果，虽然这并不影响本文的概念和趋势性分析。
