表9 2008—2018年全國風(fēng)電新增和累計裝機容量

Tab.9 New and accumulated installed capacity of wind turbines in China from 2008 to 2018

圖15 風(fēng)電機組軸承示意圖

Fig.15 Diagram of wind turbine bearings

偏航、變槳軸承為特大型轉(zhuǎn)盤軸承，外徑約0.5~4.5m，重0.5~6.0 t。偏航軸承的結(jié)構(gòu)形式主要有單列四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承(無齒式、內(nèi)齒式、外齒式)和雙列四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承(無齒式、內(nèi)齒式、外齒式)2種；變槳軸承多采用雙列同徑四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承(無齒式、內(nèi)齒式)。

近年來，隨著風(fēng)電機組單機容量的不斷增大，暴露出包括軸承在內(nèi)的變槳系統(tǒng)剛性和承載能力不足的問題。需要以提高剛性和承載能力為要義，改進變槳系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其中，變槳軸承已證實的一項有效措施就是以滾子軸承取代球軸承。目前，國外取代率已達30%，國內(nèi)取代率約15%，需加大取代的力度。

圖17 風(fēng)電機組主軸軸承結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.17 Structure diagram of spindle bearings for wind turbine

1)三點式支承，采用一個調(diào)心滾子軸承，與增速器兩邊的彈性支承形成三點式支承，應(yīng)用于低兆瓦級風(fēng)電機組。

2)二點式支承，有調(diào)心滾子軸承＋調(diào)心滾子軸承，單列圓錐滾子軸承＋單列圓錐滾子軸承，圓柱滾子軸承＋雙列圓錐滾子軸承，GARB軸承＋調(diào)心滾子軸承4種配置，應(yīng)用于中等兆瓦級風(fēng)電機組。

3)單點式支承，大多采用大錐角雙列圓錐滾子軸承，亦有采用三排圓柱滾子軸承，應(yīng)用于大兆瓦風(fēng)電機組。

近年來，大兆瓦風(fēng)電機組主軸軸承事故頻發(fā)，初步分析原因是風(fēng)電機組主軸系統(tǒng)和選用的主軸軸承均存在剛性和承載能力不足的問題，風(fēng)能和軸承業(yè)界正密切配合，努力解決此問題。

在甘肅2個風(fēng)電場和湖南某風(fēng)電場使用的230臺2 MW電勵磁風(fēng)電機組，主軸系統(tǒng)裝用某跨國軸承公司生產(chǎn)的雙列圓錐滾子軸承，軸承保持架斷裂導(dǎo)致軸承抱死的事故頻發(fā)，更換該公司多方改進的軸承175臺次均未解決問題，換裝某國產(chǎn)加強型三排圓柱滾子軸承后，風(fēng)電機組才得以正常運行。

6.2.3 增速器軸承

由于風(fēng)電機組主軸的轉(zhuǎn)速較低，需要增速器進行增速以達到發(fā)電所需轉(zhuǎn)速。如圖18所示，增速器通常采用三級變速齒輪傳動，輸入端為一級行星輪傳動，中間軸及輸出軸采用二級平行軸傳動。風(fēng)電機組增速器是大傳動比的齒輪箱，由于承受的扭矩和轉(zhuǎn)速波動范圍大，傳輸負(fù)載易突變，箱體重量與安裝空間有限制，安裝平臺存在柔性變形等因素，其與傳統(tǒng)重載工業(yè)齒輪箱的應(yīng)用環(huán)境相去甚遠。