風電機組中的風電軸承(上)

軸承是國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略物資，裝備制造業(yè)的關鍵基礎件。軸承屬于風電機組的核心零部件。風電軸承的范圍涉及從葉片、主軸和偏航所用的軸承，到齒輪箱和發(fā)電機中所用的高速軸承。總體來說，軸承是風力機械中的薄弱部位。特別是用于齒輪箱、主軸和發(fā)電機上的大軸承，是造成某些型號風電機組的主要故障之一。目前，用于風電機組的軸承由球面滾子軸承、滾珠軸承和旋轉(zhuǎn)樞軸軸承組成。下表列出了軸承在風電機組不同部件中的具體應用。

風電軸承，由于其所使用的環(huán)境惡劣、安裝維修維護不便，使其對軸承零件的質(zhì)量要求更嚴格。為此，不僅要求軸承具有足夠的強度和承載能力，還要求其壽命長 (一般要求20年)，安全可靠，運行平穩(wěn)，且潤滑、防腐及密封性能良好。根據(jù)其同時承受軸向載荷、徑向載荷和沖擊載荷的受力特點，由于涉及多學科，要特別注意制造軸承零件所用材料的優(yōu)選、材料質(zhì)量控制、工藝措施以及特大型軸承壽命等關鍵技術(shù)的研究和應用。

由于20年免維護的使用壽命要求，對風電軸承的需求主要是主機配套市場，基本上沒有維修市場。2006年以前，我國風電機組市場配套軸承大部分都是進口，價格昂貴，交貨周期長，在2007年更為突出，由于風電軸承需求旺盛，世界著名風電軸承廠商盡管滿負荷生產(chǎn)，仍然供不應求，進口軸承單價幾乎平均上漲了1 倍，合同交貨周期長達1～2年。但目前，偏航軸承和變槳軸承的產(chǎn)能已出現(xiàn)過剩狀態(tài)，價格大幅度降低，與2008
年相比，國產(chǎn)偏航軸承和變槳軸承的降價幅度已高達20%～40%。

近3年來，國產(chǎn)風電軸承逐漸形成了規(guī)模化、系列化生產(chǎn)，主要企業(yè)有瓦軸、天馬、洛軸、徐州羅特艾德以及
大冶軸等，還有軸研科技、方圓支承、上海聯(lián)合和西北軸等，不僅滿足了國內(nèi)的需求，而且也成為國外一些風
電設備廠家的采購渠道。

風電機組中偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門檻相對較低，而主軸軸承和增速器軸承的技術(shù)含量較高，發(fā)電機
軸承基本上為成熟的通用產(chǎn)品。因此，目前國內(nèi)風電軸承企業(yè)的產(chǎn)能主要集中在偏航軸承和變槳軸承上，3 MW
以下風電機組配套軸承均可批量生產(chǎn)，國產(chǎn)替代率已達到80%以上，年產(chǎn)能已達4.5萬套以上；但對主軸軸承和
增速器軸承，基本還是依靠進口，只有部分企業(yè)初步介入，尚處于研制階段。

國際上著名風電軸承公司主要有德國Rothe Erde(羅特艾德)、法國Rollix(勞力氏)、瑞典SKF、德國Schaeffer舍弗勒)、美國Timken和日本NSK等，在全球市場占據(jù)統(tǒng)治地位。SKF、Schaeffer和Timken等還與國內(nèi)風電主機企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略聯(lián)盟關系，全面供應配套風電軸承。

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