【技術】風電機組主軸軸承階梯式加熱方法解析

　　摘　要：在主軸軸承裝配加熱過程中，需嚴格控制軸承的加熱溫度，絕對不允許超過120℃，且在加熱過程中，需防止軸承游隙被吃掉，出現滾子擠壓現象發生。
　　為保證加熱過程不影響軸承的特性，我們可采用階梯式加熱方法，該方法通過計算，確定每次允許的加熱溫度，合理控制軸承內、外圈的溫差，保證內、外圈膨脹量差值小于軸承游隙，使軸承在加熱過程中一直處于正游隙狀態，保證軸承滾子在加熱過程中時刻處于活動狀態。
　　1.引言
　　風力發電技術是一種可再生清潔能源技術，隨著大家環保意識的提高，風力發電在能源體系中占的比重越來越大，但由于前幾年風電的過度無序開發，及運行過程中顯現出來的問題，國家對風電機組的質量要求越來越高，特別是機械大部件，比如主軸軸承，業主都要求20 年無故障。
　　2.主軸軸承作用　
　　風力發電機組發電原理是將風能轉為為機械能，然后將機械能轉化為電能，其中主軸軸承是將風能轉化為機械能得關鍵部件，首先風輪葉片吸收大自然中的風能，由風推動風輪轉動，然后通過主軸軸承、齒輪箱將能量傳遞給發電機，再由發電機將機械能轉化為電能，實現發電的目的。在風電機組運行中，主軸軸承一旦出現故障，整個機組將整體下架，影響非常嚴重，所以在主軸軸承設計及裝配過程中，要求都是極嚴的。
　　3.主軸軸承裝配要求
　　風力發電機組主軸軸承屬于低速重載類型，其與主軸一般采用過盈配合。在裝配過程中一般都將軸承加熱，使其膨脹，能夠與軸間隙配合后才安裝，在加熱過程中，需嚴格控制軸承的加熱溫度，絕對不允許超過120℃，且在加熱過程中，需防止軸承游隙被吃掉，出現滾子擠壓現象發生。
　　4.主軸軸承加熱方法
　　主軸軸承常用的加熱方式有油液加熱、加熱爐加熱和感應加熱；其中，油液加熱及加熱爐加熱操作復雜、加熱速度慢、對現場環境要求高，適用于密閉環境的小軸承加熱；而風電機組主軸承尺寸偏大，且一般整機廠均無單獨加熱室，所以最好的方法就是使用感應加熱器進行感應加熱。但是同時，基于感應加熱器感應原理，對于內、外圈整體式主軸承加熱時勢必會造成軸承內、外圈溫差過大，例如，實測容量為100KVA 感應加熱器內、外圈溫差可達到100℃，這樣就導致軸承內圈膨脹量大于外圈，軸承游隙變成負數，對軸承滾子造成不良的擠壓，影響軸承的整體使用效果。為保證加熱過程不影響軸承的特性，我們可采用階梯式加熱方法，該方法通過計算，確定每次允許的加熱溫度，合理控制軸承內、外圈的溫差，保證內、外圈膨脹量差值小于軸承游隙，使軸承在加熱過程中一直處于正游隙狀態，保證軸承滾子在加熱過程中時刻處于活動狀態。具體步驟如下：
　　（1）根據主軸承入廠數據確定待加熱主軸承游隙數值△軸承；