风电主轴调心滚子轴承载荷比对滚子接触姿态的影响

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。

调心滚子轴承载荷参数
调心滚子轴承是一种常用的滚动轴承，它在机械设备中广泛应用。

它的主要作用是承受轴向和径向负荷，并保证设备的正常运转。

在设计和选择调心滚子轴承时，需要考虑一系列的载荷参数，以确保其正常工作和使用寿命。

我们需要考虑的是轴向载荷。

轴向载荷是指作用在轴承上的沿轴向的力。

在实际工作中，轴向载荷可能会有不同的方向和大小。

为了确保轴承在轴向载荷下正常工作，我们需要选择合适的轴承型号和适当的预紧方式。

我们需要考虑的是径向载荷。

径向载荷是指垂直于轴向的力。

在实际工作中，径向载荷可能会有不同的方向和大小。

为了确保轴承在径向载荷下正常工作，我们需要选择合适的轴承型号和适当的预紧方式。

除了轴向载荷和径向载荷，还需要考虑的是偏心载荷。

偏心载荷是指轴向载荷和径向载荷之间的相对偏差。

在实际工作中，由于机械设备的设计和制造误差等原因，偏心载荷是不可避免的。

为了确保轴承在偏心载荷下正常工作，我们需要选择合适的轴承型号和适当的预紧方式。

还需要考虑的是转速和温度等因素对轴承的影响。

转速越高，摩擦和磨损就越大，轴承的寿命就越短。

温度过高会使轴承失效。

因此，
在设计和选择调心滚子轴承时，需要考虑转速和温度等因素对轴承的影响，并选择合适的轴承型号和适当的润滑方式。

调心滚子轴承的载荷参数是设计和选择轴承时必须考虑的重要因素。

通过合理的设计和选择，可以确保轴承在不同载荷下的正常工作和使用寿命，并提高设备的可靠性和稳定性。

高原型风力发电用轴承的轴向负荷影响分析概述高原地区的风力资源丰富，因此在这些地区建设高原型风力发电项目具有重要意义。

然而，由于大气稀薄和气温低，风力发电设备在高原地区面临更加复杂的工况环境。

轴承作为风力发电机组重要的组成部分之一，需要承受来自风轮和传动系统的巨大轴向负荷。

本文将对高原型风力发电用轴承的轴向负荷影响进行分析，并提出相应的解决方案。

1. 高原地区气候环境特点高原地区的气候环境具有以下特点：空气稀薄、气温低、湿度较低、大气压力小等。

其中，空气稀薄是高原地区最主要的特点之一。

由于空气稀薄，风力发电设备在高原地区运行时所面临的空气阻力较小，从而能够获得更高的风速。

2. 高原型风力发电用轴承的工作原理高原型风力发电机组通常由风轮、轴承、传动系统等组件组成。

其中，轴承用于支撑风轮和传动系统，并承受来自风轮和传动系统的轴向负荷。

轴承在工作时需要具备高强度、高承载能力和良好耐磨性等特点，以应对高原地区的复杂工况。

3. 轴向负荷对轴承的影响轴向负荷是指作用在轴承上的垂直于轴线方向上的力。

它是由风轮和传动系统的传动机构所引起的。

在高原地区，由于风力资源丰富，风力发电机组的风轮转速较高，传动系统的传动比较大，因此轴向负荷较大。

而轴承所受的轴向负荷直接影响着其寿命和运行稳定性。

4. 解决方案为了提高高原型风力发电用轴承的承载能力和寿命，可以采取以下解决方案：4.1 优化轴承设计针对高原地区的气候环境特点和工作条件，可以通过优化轴承的材料、结构和几何参数的设计，增加轴承的承载能力和抗磨损性能。

例如，增加轴承的尺寸、采用高强度材料或表面处理技术等。

4.2 加强轴承润滑轴承的润滑状态对其运行稳定性和寿命有重要影响。

在高原地区，由于空气稀薄和气温低，润滑脂的黏度和润滑性能会受到影响。

因此，可以考虑使用低温润滑脂或增加润滑脂的添加量，以提供良好的润滑效果。

4.3 定期维护和检修高原地区的气候条件对风力发电机组的运行稳定性和寿命有一定影响。

调心滚子轴承轴向载荷计算公式
摘要：
1.调心滚子轴承简介
2.轴向载荷计算公式推导
3.轴向载荷计算实例
4.影响轴向载荷的因素及应对措施
5.总结
正文：
一、调心滚子轴承简介
调心滚子轴承是一种常用的滚动轴承，具有较高的承载能力和较大的调心能力。

它主要由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

在实际应用中，调心滚子轴承能承受径向和轴向载荷，因此在工程机械、汽车、风力发电等领域得到了广泛应用。

二、轴向载荷计算公式推导
轴向载荷计算公式为：
Fa = Fr × tanα
其中：
Fa ——轴向载荷；
Fr ——径向载荷；
α——轴承接触角。

三、轴向载荷计算实例
以一台风力发电机组为例，其调心滚子轴承参数如下：
径向载荷Fr = 10000N；
接触角α= 30°；
计算轴向载荷Fa：
Fa = 10000N × tan30° ≈ 5773N
四、影响轴向载荷的因素及应对措施
1.轴承选型：选择合适的轴承型号和尺寸，以满足承受轴向载荷的要求。

2.调整接触角：通过调整轴承的接触角，可以改变轴向载荷的能力。

3.增加轴承间距：适当增加轴承间距，可以减小轴向载荷对轴承的影响。

4.轴承安装：正确安装轴承，确保轴承工作在良好的润滑条件下，降低轴向载荷对轴承的损伤。

五、总结
调心滚子轴承在承受轴向载荷时，应根据实际工况选择合适的轴承型号和尺寸，并通过调整接触角、轴承间距和正确安装等措施，降低轴向载荷对轴承的影响，提高轴承的使用寿命和设备的运行稳定性。

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。

风力发电机轴电压轴电流对轴承影响及改进措施发布时间：2021-01-13T14:56:35.190Z 来源：《中国电业》2020年第27期作者：李新富[导读] 风力发电机轴承是经常发生故障的零部件之一，我们在经过不断的研究和调查分析发现，李新富福建省福能新能源有限责任公司，福建省莆田市 351100摘要：风力发电机轴承是经常发生故障的零部件之一，我们在经过不断的研究和调查分析发现，找到了影响风力发电机轴承故障的主要因素为发电机变频驱动造成的轴承过电流以及电腐蚀、润滑、磨损等。

本文主要阐述了风力发电机轴电压轴电流对轴承影响的原因，制定了科学合理的改进措施，促进风力发电机的可持续发展。

关键词：风力发电机；轴电压；轴电流；轴承目前我国对于环境污染问题高度重视，节能减排成为首要的任务和目标，风能是我国最近经常使用的一种绿色可再生资源，在我国资源中起到了十分重要的作用，风能转换为电能的过程中，风力发电机是重要的设施之一，其中轴承又是风力发电机中的重要组成部分，因此找到风力发电机轴承故障的影响因素，是保障风力发电机正常工作运行的关键。

1 发电机轴承损坏原因分析1.1 润滑润滑是保障滚动轴承稳定运行的重要条件之一，在轴承工作中润滑剂能够有效的起到保护作用，形成保护膜避免金属与金属之间直接接触，因此如果润滑效果不理想，轴承的磨损程度就会增加，轴承的使用寿命就会受到影响。

1.2 发电机与齿轮箱轴不对中一旦齿轮箱与发电机轴不在同一垂直线上，就会造成同步轴振动，引发联轴器一起振动，长时间的振动会造成发电机轴承的间隙变大，影响发电机轴承的正常工作运行。

1.3 轴承安装工艺与材质问题轴承在安装或者运输的过程中，一定要保障其包装符合要求，避免存在大力磕碰的现象，轴承一旦在运输和安装中出现质量问题，就会在后期的使用中出现故障，导致失效。

1.4 电腐蚀当电流从一个滚道流到另外一个滚道的时候，轴承就会发生电腐蚀现象，轴承受到电腐蚀的程度与放电量以及持续时间有着密切的关系，在长时间的电腐蚀影响下，轴承的使用寿命肯定会受到影响，轴承起到的作用就会随之下降。

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。

基于Romax的风电机组主轴轴承接触应力分析
付大鹏;褚加瑞
【期刊名称】《东北电力大学学报》
【年(卷),期】2018(038)006
【摘要】风电机组主轴轴承是风机运动的重要部件,同时又是风电机组中的薄弱部位.建立径向载荷下滚子轴承内部载荷分布的几何模型,通过计算得到游隙与载荷分布的关系.采用Romax软件建立1.5MW直驱式风电机组主轴系的三维模型,通过改变轴承的游隙参数,得到轴承滚子、滚道接触应力分布情况,并与理论计算结果与试验机测试结果作对比研究,验证其准确性.结果表明,主轴轴承与内外圈的接触应力随着游隙绝对值的增大而增大,当存在小的负游隙时,接触应力最小.为研究主轴轴承的承载能力和疲劳寿命提供一种快速有效的方法.
【总页数】6页(P62-67)
【作者】付大鹏;褚加瑞
【作者单位】东北电力大学机械工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学机械工程学院,吉林吉林132012
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33
【相关文献】
1.基于Romax的某地铁圆锥滚子轴承应力分析 [J], 杨凯文;刘高杰;冯振
2.基于支持向量机的风电机组主轴轴承故障诊断 [J], 黄元维
3.基于Romax的镗铣复合加工中心主轴轴承配置方案优化设计研究 [J], 张晓毅;张秀华;留剑;牟海阔;洪军
4.基于Romax Design的车用减速器齿轮修形与接触分析 [J], 谢坤琪;张开元;刘欣荣
5.基于有限长接触的风电机组主轴承接触应力分析 [J], 杨剑飞; 李秀珍; 欧惠宇; 欧阳华
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海上风力发电用轴承的减摩材料研究近年来，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环保、可持续的能源供应方式备受关注。

在海上风力发电系统中，轴承是至关重要的组成部分，其性能直接影响着风力涡轮机的效率和可靠性。

为了降低摩擦损失和延长轴承寿命，海上风力发电用轴承的减摩材料研究变得越来越重要。

在海上风力发电领域，常用的轴承类型包括球轴承、滚柱轴承和滑动轴承。

而减摩材料则是影响这些轴承性能的关键因素之一。

减摩材料主要通过减少轴承与轴或壳体之间的接触面积，从而降低摩擦力和磨损，提高轴承的运行效率和寿命。

目前，海上风力发电用轴承的减摩材料可以分为金属材料、高分子材料和复合材料三类。

金属材料包括不锈钢、铜合金等，具有良好的强度和耐磨性，但摩擦系数较高。

高分子材料主要包括尼龙、聚酯等，具有较低的摩擦系数和优良的自润滑性能，但强度和耐高温性能较差。

复合材料则是将金属材料和高分子材料相结合，综合了两者的优点，具有较高的耐磨性和较低的摩擦系数。

在海上风力发电系统中，轴承常常面临高负荷、较高的旋转速度和恶劣的海洋环境等挑战。

为了满足这些要求，研究者们致力于开发新型的减摩材料。

例如，一些研究者正在探索纳米材料在海上风力发电用轴承中的应用。

纳米材料具有小粒径、高比表面积和特殊的表面性质，可以提供良好的润滑效果和摩擦减少效果，从而降低摩擦损失和延长轴承寿命。

除了纳米材料，涂层技术也是海上风力发电用轴承减摩材料研究的热点之一。

涂层技术可以在轴承表面形成保护层，改善摩擦和磨损性能。

例如，钻石涂层可以显著降低摩擦系数和磨损率，提高轴承的寿命和可靠性。

另外，涂覆润滑油或固体润滑剂也是一种常见的减摩措施，可以在轴承接触面形成润滑膜，减少摩擦和磨损。

此外，一些研究还探讨了涉及纳米润滑油、磁流体和超导材料等新兴技术在海上风力发电用轴承中的应用。

这些技术具有较低的摩擦系数、良好的自润滑性能和优异的耐磨性能，有望进一步提高轴承的性能和可靠性。

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。

风电机组主轴轴承故障的分析与预测发布时间：2022-09-15T07:13:42.848Z 来源：《福光技术》2022年19期作者：张利锋[导读] 为深入研究风力发电机主轴轴承系统的接触机理及动态载荷，通过三维建模软件 SolidWorks 建立轴承的三维模型，将其导入ADAMS/View 软件环境下，建立了基于冲击脉冲法的滚动轴承多体动力学仿真模型。

大唐三门峡风力发电有限公司河南三门峡 472000摘要：为深入研究风力发电机主轴轴承系统的接触机理及动态载荷，通过三维建模软件 SolidWorks 建立轴承的三维模型，将其导入ADAMS/View 软件环境下，建立了基于冲击脉冲法的滚动轴承多体动力学仿真模型。

研究了实体接触条件下的轴承运转过程，对存在典型内圈故障和正常轴承进行了动态仿真分析，着重分析其几何物理特性、各零部件的复杂结构特征和载荷特点及其工作状态下的运动学特性，获得了滚珠与内圈、外圈及保持架之间的接触力动态分布规律。

通过建立系统动力学仿真模型，研究轴承故障动态演化机理及信号传递特性，探究故障源激励在复杂传播路径下与动态响应的内在关系。

结果表明，通过仿真计算进行轴承故障机理研究是有效的，且具有良好的研究前景，为滚动轴承的动态分析与故障诊断提供了重要技术参考。

关键词： ADAMS;动力学仿真;主轴承;故障机理;风力发电机;动力学行为;动态响应;随着风电技术的快速发展，陆上大兆瓦、低风速机型的不断涌现，海上大兆瓦、紧凑型机组的研发与投产也取得实质性的进展，但愈来愈复杂的风电机组结构使得故障率也逐渐提高，因此，设备和系统的维护及检修技术显得极为重要。

主轴轴承作为发电机组传动系统的关键部件，由于受到自然风的影响，承受着巨大的随机冲击力，因而，频繁发生多种类型的故障。

主轴轴承一旦出现故障，若不能及时维护，轻则迫使机组停机，必须更换昂贵组件；重则损毁整个机组，造成巨大损失。

因此，开展风电机组主轴轴承的故障分析工作显得尤为重要。

轴承载荷对海上风力发电用轴承的影响研究引言：海上风力发电作为可再生能源的重要组成部分，在近年来受到了广泛的关注和研究。

而作为海上风力发电机组中关键的组件之一，轴承在保证风力发电机组的稳定性和可靠性方面起着关键作用。

本文旨在研究轴承载荷对海上风力发电用轴承的影响，并对其优化提出建议。

1. 轴承在海上环境中的工作特点海上环境相比陆地环境更为恶劣，特点包括盐雾、湿度高、风暴潮等。

这些因素会对轴承的工作状态造成一定的影响。

首先，盐雾会加速轴承的腐蚀速度，导致轴承的损坏和寿命缩短。

其次，湿度高会导致轴承内部润滑剂的稀释，从而减少轴承的润滑效果。

最后，强大的风暴潮会给轴承带来额外的载荷，增加其工作负荷。

2. 轴承载荷对海上风力发电用轴承的影响2.1 轴承寿命轴承的寿命是保证海上风力发电机组可靠性的重要指标。

而载荷是影响轴承寿命的主要因素之一。

过大的轴向载荷和径向载荷将会加速轴承的磨损和疲劳破坏，导致轴承的寿命缩短。

因此，合理的轴承载荷设计对于提高轴承寿命至关重要。

2.2 轴承温升在海上风力发电机组运行中，由于轴承的摩擦和外部环境的影响，轴承会产生一定的热量。

过大的载荷将会导致轴承温升的加剧，进而增加轴承的磨损和损坏的风险。

因此，合理控制轴承的载荷有助于减少轴承温升，提高轴承的使用寿命。

2.3 轴承振动载荷的大小和变化会对轴承运行中的振动产生一定的影响。

过大的载荷会引起轴承的过度振动，不仅会增加机组的噪音和振动，还会加速轴承的磨损和损坏。

因此，合理设计轴承载荷有助于降低轴承振动，提高发电机组的稳定性。

3. 轴承载荷的优化建议3.1 进行负载分析在设计海上风力发电机组轴承时，应该充分考虑实际工作环境中的载荷情况，进行负载分析。

通过合理的负载分析，可以确定合适的轴向载荷和径向载荷，从而降低轴承的工作负荷，提高轴承寿命。

3.2 优化轴承结构在设计海上风力发电用轴承时，可以通过优化轴承结构来增强其承载能力。

例如，增加轴承的材料强度、改进轴承的密封性能等，可以提高轴承的承载能力，降低轴承的磨损率。

2023年第47卷第11期Journal of Mechanical Transmission基于非线性接触的风电机组主轴疲劳强度影响因素研究宋克伟陈孝旭刘祥银田家彬李肖霞（中车山东风电有限公司，山东济南250104）摘要为了更合理地模拟风力发电机组主轴的受力及传力特点，找出主轴疲劳强度影响因素，运用非线性接触单元模拟主轴承滚子，正确模拟主轴承的调心作用，建立了某型风电机组主轴与主轴承内圈过盈接触模型；结合等效时序载荷谱以及Miner疲劳损伤准则，研究分析了主轴-轴承内圈过盈量大小、主轴内孔大小、表面粗糙度、接触面摩擦因数和材料抗拉、屈服强度等对主轴疲劳强度性能的影响。

研究结果对工程实际和生产具有一定的指导意义，同时为主轴的进一步轻量化设计奠定基础。

关键词风电机组主轴非线性接触疲劳强度Research on Influencing Factors of Fatigue Strength of Wind Turbine SpindlesBased on Nonlinear ContactSong Kewei Chen Xiaoxu Liu Xiangyin Tian Jiabin Li Xiaoxia(CRRC Shandong Wind Power Co., Ltd., Jinan 250104, China)Abstract In order to more reasonably simulate the force and force transmission characteristics of the main shaft of a wind turbine, and to find out the influencing factors of the fatigue strength of the main shaft, the nonlinear contact element is used to simulate the roller of the main bearing and correctly simulate the self-aligning effect of the main bearing. The interference contact model between the main shaft and the inner ring of the main bearing of a wind turbine is established. Based on the equivalent time series load spectrum and Miner´s fatigue damage criterion, the effects of the size of the interference between the inner ring of the main shaft and the main-bearing, the size of the inner bore of the spindle, the surface roughness, the friction coefficient of the contact surface and the tensile and yield strength of the material on the fatigue strength properties of the spindle are studied and analyzed. The research results have certain guiding significance for engineering practice and production, and lay a foundation for further lightweight design of spindles.Key words Wind turbine Main shaft Nonlinear contact Fatigue strength0 引言风电机组主轴是机组中用来传递载荷的重要部件，其功能主要是将风载作用于叶片上产生的驱动转矩传递到增速齿轮箱上，同时将风轮产生的轴向推力和弯矩等其他载荷通过主轴轴承滚子的非线性接触传递至轴承座、机舱和塔架上[1]。

管理大型海上风力发电用轴承的振动特性研究近年来，随着环保意识的提高和可再生能源的重要性逐渐被人们认识到，海上风力发电成为了一种备受关注的发电方式。

而在海上风电的运行中，轴承作为核心组件起到了至关重要的作用。

本文旨在研究管理大型海上风力发电用轴承的振动特性，以期能提供可行的解决方案。

一、研究背景全球气候变化和能源短缺等问题日益凸显，可再生能源的开发和利用成为了解决这些问题的重要途径。

海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的发展潜力。

而要保证海上风力发电设备的安全运行，轴承的振动特性是一个必须被关注的问题。

二、轴承振动的原因1. 转子不平衡：转子的不平衡是导致轴承振动的主要原因之一。

转子不平衡会导致轴承受到不均匀的载荷，从而引起振动。

2. 轴承损伤：轴承损伤也是导致振动的一个重要原因。

长时间的使用和磨损会引起轴承的疲劳和裂纹，从而进一步导致振动。

3. 润滑问题：不良的润滑会导致轴承处于干摩擦状态，从而增加了轴承的摩擦力，引起振动。

三、轴承振动的影响轴承振动对海上风力发电设备有着重要的影响，主要体现在以下几个方面：1. 寿命影响：轴承振动会导致轴承的寿命缩短，从而增加了设备的维修成本和停机时间。

2. 运行稳定性：轴承振动会影响设备的运行稳定性，进而影响电网供应的可靠性。

3. 噪音和震动：轴承振动会产生噪音和震动，对海洋生态环境造成不良影响。

四、轴承振动特性的研究方法为了解决海上风力发电用轴承的振动特性问题，我们可以从以下几个方面进行研究：1. 数值模拟：利用计算机辅助设计软件，对轴承的结构和受力情况进行数值模拟分析。

通过分析模拟结果，可以得出轴承的振动情况。

2. 实验测试：通过实验测试，测量和记录轴承的振动特性。

利用高精度的传感器和数据采集设备，可以获取到轴承的振动频率、振动振幅等数据。

3. 故障诊断：通过对故障轴承进行振动信号的分析与诊断，可以找出轴承出现振动的原因，并对其进行修理或更换。

海上风力发电用轴承的轴向力分析随着可再生能源的快速发展，海上风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式得到了越来越多的关注。

在海上风力发电机组中，轴承是至关重要的组件之一。

它们承受着旋转运动带来的巨大轴向力，因此对轴承的轴向力进行准确的分析和评估至关重要。

本文将对海上风力发电用轴承的轴向力进行深入研究。

首先，我们需要了解什么是轴向力。

轴向力是作用在轴承上的沿轴线方向的力量。

它可能是由于风机叶片的旋转、阵风或者其他外力作用所产生的。

对于海上风力发电机组而言，由于海上环境的特殊性，风的力量可能更加剧烈，因此轴向力的分析尤为重要。

轴向力对轴承的影响主要有两个方面。

首先，过大的轴向力可能会导致轴承的磨损和损坏，减少其寿命。

其次，轴向力的存在可能会引起轴承的振动和噪音，进一步影响风力发电机组的效率和安全性。

因此，准确评估和控制轴向力对于轴承的正常运行至关重要。

为了计算海上风力发电用轴承的轴向力，我们首先需要确定风机叶片的受力情况。

风机叶片受到风力的作用，产生一个方向与风力相反的载荷。

叶片的载荷会通过风机主轴传递给轴承，形成轴向力。

风机叶片的受力分析需要考虑多个因素，包括风速、叶片形状、叶片长度、叶片材料等。

在风力发电行业中，有许多数学模型和工程方法可用于预测风机叶片的受力情况。

通过这些方法，我们可以确定叶片所产生的轴向力大小和方向。

除了叶片载荷，海上风力发电机组还需要考虑其他外力因素。

例如，风机塔筒和基础的重量会形成一个向上的轴向力，对轴承产生额外的压力。

此外，风机的运行过程中可能存在的振动和冲击也会在一定程度上引起轴向力的增加。

一旦我们了解了所有受力因素，我们可以通过应力分析的方法来计算轴承的轴向力。

这涉及到应用力学原理和轴承的物理特性。

根据轴承的材料和几何结构，我们可以计算出轴承在受到轴向力时的受力分布情况。

在计算轴向力时，我们还应该考虑轴承的摩擦和磨损。

摩擦力和轴向力之间的关系可以通过考虑轴承的接触角等参数来计算。

风力发电机主轴轴承失效分析摘要：近年来，随着我国整体经济建设的快速发展，人们生活水平和生活质量的不断提高，使得我国对于能源的需求越来越大。

我国风电行业比较严重和普遍存在的问题是大型双馈型风力发电机主轴轴承的磨损，已成为风力发电机组研发和重点排除的故障。

关键词：风力发电机；主轴轴承；失效分析引言：时代的进步，科技的发展使我国各行业发展非常迅速，推动我国提前进入现代化发展阶段。

风力发电机组中主轴连接轮毂和齿轮箱，是低速重载轴承，可靠性方面要求较高，也极易出现故障。

为了解决故障多发现象，需要系统的对现场轴承运转状况及失效形式进行分析和研究。

1以双馈异步低温型风电机组为例进行说明以某风电场为例，安装了100套1.5MW双馈异步低温型风电机组，其单机容量为1.5MW，总装机容量为15万kW。

2风电轴承常见问题分析目前问题概况：从风机轴承运行情况来看，各类轴承在运行过程中的问题集中体现在：过载、疲劳导致保持架、内外圈出现断裂或剥落现象；润滑性能不好、游隙不合理导致的滚动体、滚道，出现磨损、擦伤现象；过热导致轴承游隙过小，出现咬死现象；保护、维护不当，导致锈蚀、磕碰等现象，图一。

图一3主轴轴承在正常情况下失效的主要原因1）兆瓦级风力发电机的主轴轴承用的是双列调心滚子轴承，它必须承受轴向和径向的载荷，所以出现故障次数也比较多。

这是因为具有较大的间隙的双列调心滚子轴承，上风向侧的轴承承受较小的载荷，而下风向轴承要承受很多径向载荷和轴向力，这导致滚子过度滑动，如果润滑不良会导致材料腐蚀并剥落，使座圈，滚子和保持架受力不均出现变形的情况，导致座圈和轴承座之间出现不协调，引起常见故障，如位移和卡住。

2）在设计新的传动系统时，很少使用调心轴承作为主轴轴承。

一般建议使用圆锥滚子轴承，其有很强的径向和轴向承载力，通过预紧可以均匀地加载滚轮，滚轮不易滑动摩擦。

然而，在装置过程，由于安装精度和技术要求，轴承间隙如果调整不当会导致半干滚动摩擦，就会导致轴承失效。