【技術】大兆瓦風機的雙TRB到底是啥？

此前發文中曾經提到過，7MW以上機型傳動鏈采用的雙TRB（圓錐滾子軸承）結構是一種強度更好的結構形式，我們今天就來聊聊這種結構形式為什么會是更好的。以前用的什么結構5.X-6.XMW的雙饋機型普遍采用三點支撐形式，其主軸承是一個球面滾子軸承（SRB），所以為了顯示其與雙TRB的區別，通常會被稱為單SRB結構形式。由于球面滾子軸承屬于調心軸承，除向齒輪箱傳遞扭矩之外，其他方向的彎矩也會傳遞給齒輪箱，因此齒輪箱所承受的載荷是非常復雜的。

球面滾子軸承為了解決這個問題，通常會采用一根長主軸來加長齒輪箱端的力臂，進而減小齒輪箱受力。由于5.X-6.XMW機型的齒輪箱是在歐洲經過長期驗證的，因此，將這種結構形式搭配成熟齒輪箱在設計上是可行的，也是相對可靠的。

為什么要用雙TRB？

當機型發展到7MW以上機型時（包括風輪直徑220米級別的機型，下同），5.X-6.XMW齒輪箱已經無法使用，必須繼續提高功率，同時提高傳動比，國內齒輪箱廠家率先推出了三級行星+一級平行結構（3P1H）的齒輪箱，由于驗證時間較短，所以必須搭配使用一個可靠的結構，來保護齒輪箱在不利載荷下安全可靠運行。

在這種情況下，如果傳動鏈繼續使用單SRB結構，齒輪箱就會接收到不同方向的復雜的載荷，會大大降低齒輪箱的運行可靠性。因此，必須將單SRB形式換成雙TRB形式，在兩個軸承內部用主軸串連起來，在軸承外部則用鑄造外殼進行包裹。因此，采用雙TRB結構形式的顯著特點就是在機艙內是看不到旋轉主軸的。

在這種情況下，如果主軸受風輪影響向后傳遞不利的彎矩，主軸和外殼會同時吸收彎矩帶來的能量，讓齒輪箱只承受純扭矩，進而給齒輪箱的平穩運行保駕護航。如果舉一個生活中的例子，那就是直接用手拿個圓珠筆芯寫字，筆芯太軟不好受力，裝到一個硬的筆管里就成了順手又好用的圓珠筆了。

必須用雙TRB結構？

從嚴格意義上來說，在風機設計過程中，只要按照設計標準和規范，經過嚴格的設計/校核，無論哪種結構形式都是沒有問題的，所以僅僅從設計/認證角度看，單SRB結構并非完全不可取。但是當前大兆瓦機組的研發設計已經進入了“無人區”，我們還面臨著該如何評估當前標準有效性的難題。

尤其是，在樣機運行普遍不夠充分，甚至存在下線即批量的情況下，單純的滿足標準要求是否能夠真正做到風險規避，摸著石頭過河也應該摸一些更符合基本認知的石頭，而非僅靠下水前看到的岸邊的石頭來判斷怎么過河。

之所以會存在一些采用單SRB結構形式的7MW以上的大機型，主要還是在價格競爭壓力下的路線選擇，畢竟軸承可以省一個，結構形式和裝配工藝也都會更簡單，只要能夠評估清楚風險，并非完全不可嘗試。