大功率軸承在風電、船舶等領(lǐng)域的應用實踐非常廣泛且深入,這些領(lǐng)域?qū)S承的性能要求極高,特別是在承載能力、可靠性、耐久性以及適應惡劣環(huán)境方面。以下是對這兩個領(lǐng)域應用實踐的詳細分析:
一、風電領(lǐng)域
在風電領(lǐng)域,大功率軸承是風力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件之一,其性能直接影響到風電機組的整體運行效率和可靠性。隨著風電技術(shù)的不斷發(fā)展和風電裝備向更大功率方向發(fā)展,對大功率風電軸承的技術(shù)要求也越來越高。
技術(shù)挑戰(zhàn)與要求:
大型化:隨著風電裝備功率的增大,軸承的尺寸也相應增大,對軸承的制造和安裝提出了更高要求。
長壽命:風電軸承需要滿足20年以上的使用壽命要求,以降低運維成本。
高承載:風電軸承需要承受巨大的風載和機械載荷,特別是在海上風電領(lǐng)域,對軸承的承載能力有更高要求。
高可靠性:風電軸承的可靠度要求達到95%以上,以確保風電機組的穩(wěn)定運行。
智能化:隨著風電技術(shù)的發(fā)展,風電軸承也需要向智能化方向發(fā)展,以實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障診斷等功能。
應用實踐:
偏航/變槳軸承:偏航軸承安裝于風力發(fā)電機機艙底座,用于支承整個機艙并通過偏航調(diào)整保證吊艙對正風力的方向性;變槳軸承安裝于葉片根部,用于調(diào)整葉片的傾角以適應不同風速。這些軸承尺寸大、承載高、偏載特性突出,且工作環(huán)境惡劣,需要滿足長壽命、高可靠性和智能化等要求。
主軸軸承:主軸軸承是主傳動鏈最重要的旋轉(zhuǎn)支承部件,其性能直接影響到風電機組的整體運行效率。主軸軸承需要承受巨大的軸向和徑向載荷以及傾覆力矩,同時還需要滿足啟停等變工況下的復雜工況適應性設(shè)計和可靠性設(shè)計。
齒輪箱軸承:齒輪箱用于將主軸低轉(zhuǎn)速向發(fā)電機高轉(zhuǎn)速的動力學傳遞,齒輪箱軸承的尺寸和轉(zhuǎn)速范圍跨度大,主要類型有圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等。國內(nèi)對風電機組齒輪箱軸承的研究起步較晚,技術(shù)薄弱,大兆瓦風電齒輪箱高速端軸承主要依賴進口。
發(fā)電機軸承:發(fā)電機軸承用于支承發(fā)電機的轉(zhuǎn)子系統(tǒng),通常采用圓柱滾子軸承和球軸承。復雜電磁感應等非穩(wěn)態(tài)工況大大影響了發(fā)電機軸承的使用壽命,其主要失效形式為疲勞點蝕和電蝕。目前,國外已研制出10 MW以上發(fā)電機軸承,而國內(nèi)則剛掌握5 MW發(fā)電機軸承技術(shù),大功率發(fā)電機基本采用進口軸承。
二、船舶領(lǐng)域
在船舶領(lǐng)域,大功率軸承同樣扮演著重要角色,特別是在船舶的推進系統(tǒng)、舵機系統(tǒng)等關(guān)鍵部位。
技術(shù)特點:
高承載:船舶在航行過程中需要承受巨大的水動力和機械載荷,對軸承的承載能力有極高要求。
耐磨損:船舶軸承需要長時間在海水等惡劣環(huán)境中運行,對軸承的耐磨損性能有較高要求。
高精度:船舶軸承的精度直接影響到船舶的航行穩(wěn)定性和安全性。
應用實踐:
推進系統(tǒng):在船舶的推進系統(tǒng)中,大功率軸承被廣泛應用于螺旋槳的軸承支撐中。這些軸承需要承受高速旋轉(zhuǎn)和重載工況下的嚴苛考驗,確保推進系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
舵機系統(tǒng):舵機系統(tǒng)是控制船舶航向的關(guān)鍵設(shè)備,大功率軸承在舵機中的使用為舵葉的精確轉(zhuǎn)動提供了穩(wěn)定支撐,確保了船舶在航行過程中的操縱性和安全性。
綜上所述,大功率軸承在風電、船舶等領(lǐng)域的應用實踐非常廣泛且深入。隨著技術(shù)的不斷進步和需求的不斷增長,大功率軸承的性能將不斷提升以滿足更加嚴苛的應用要求。