风电机轴承的技术分析及技术要求

原标题：风电机轴承的技术分析及技术要求

由于风电轴承特殊的服役条件，用户对其低温冲击功能和常温力学性能的要求越来越高。低温冲击功和常温力学性能是决定风电轴承寿命及可靠性的重要性能指标，风电轴承套圈调质热处理工艺参数则是影响它们的重要因素之一。

如何对风电轴承进行技术处理！

为了进一步提高风电轴承的低温冲击力和常温力学性能，深入研究了风电轴承调质处理的淬、回火温度对其影响规律。采用4种不同的淬火工艺（淬火温度分别为：800、820、840和860℃）和5种不同的回火温度（570、590、610、630、650℃）组成的20种调质处理工艺对试验样圈进行试验。淬火时间为2～3小时，介质为高分子水剂，浓度为2%～5%；回火时间为4～6小时。对调质工艺处理后的样圈进行低温冲击功和常温力学性能检验，取样方向为样圈周向，取样位置为端面的中间距样圈端面12.5mm处。通过对试验数据组的比对，获得了风电轴承套圈调质处理理想的工艺参数。

在回火温度相同的情况下，随着淬火温度的升高，调质试样的低温冲击功也随之增加，但是当淬火温度超过840℃时，低温冲击功反而下降。这是由于随着淬火温度的升高，原始组织中的铁素体越来越多地溶解于奥氏体，淬火后马氏体的含量越多，回火后得到的回火索氏体组织就越多，未溶铁素体就越少，因此冲击功越高。但是当淬火温度超过840℃时，原始组织中的铁素体已经全部溶解，若再增加淬火温度，将使奥氏体的晶粒粗大，造成淬火后的马氏体组织粗大，致使回火后得到粗大的回火索氏体组织，最终导致冲击功降低。因此，在实际生产中制定风电轴承锻件调质工艺时，若采用浓度为2%～5%的高分子水剂作为淬火介质，淬火加热温度不宜超过840℃。

在淬火温度相同的情况下，随着回火温度的升高，调质试样的低温冲击功也随之增加，但是过高的回火温度将导致强度和硬度的降低，因此，在实际生产中制定风电轴承锻件调质工艺时，应考虑回火温度对锻件强度和硬度的影响。当回火温度相同时，随着淬火温度的升高，钢的强度和硬度增加。

当淬火温度相同时，随着回火温度的升高，钢的强度和硬度降低，塑性和韧性升高，综合考虑风电轴承套圈调质淬、回火温度对其低温冲击功和力学性能的影响规律，确定风电轴承套圈调质热处理理想的工艺参数如下：淬火加热温度为840℃+/-10℃；回火加热温度为630℃+/-10℃；淬火介质为2%～5%高分子水剂。

设计与分析：仍以经验类比设计为主，受力分析与载荷谱的研究几近空白。其中的难点技术是针对主轴轴承的要求无故障运转达13*104h以上，并具有95%以上的可靠度；针对齿轮箱轴承的高损坏率的高载荷容量设计等。

材料：不同部位的轴承采用不同的材料及热处理，如提高偏航和变桨轴承用40CrMo钢的低温（环境温度-40℃∽-30℃，轴承工作温度在-20℃左右）冲击功等力学性能的热处理方法，表面感应淬火的淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹的控制；增速器轴承用相当于国外STF、HTF钢的研制及控制其残余奥氏体最佳含量的研究；主轴轴承在国产真空脱气钢质量尚存在一定差距的情况下，采用电渣重熔渗碳钢ZG20Cr2Ni4A制造等。

防腐蚀与密封。

偏航和变桨轴承的特殊游隙要求。

偏航和变桨轴承滚道的磨削加工。

主轴轴承和变速器轴承的高精度加工。

变速器轴承用保持架的改进设计。

检测试验等。

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