TIMKEN用于风力涡轮机转子轴的新型滚动轴承简介

TIMKEN开发了一种新的轴承解决方案,用于支撑风力涡轮机的主转子轴,该解决方案由圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承组合而成,具有角度调节能力,能够对风力涡轮机转子轴进行极窄的轴向引导,因此轴位移和振动影响显著减少。

 
该解决方案结合了圆锥滚子轴承作为定位轴承和圆柱滚子轴承作为非定位轴承的优异特性,此外,轴承箱的设计能够进行所需的角度调整,以补偿轴承位置之间的任何错位。风力涡轮机的主轴通常由两个调心滚子轴承支撑,这两个调心滚动轴承是定位轴承和非定位轴承的组合,具有单独的轴承箱。
 
调心滚子轴承能够补偿轴的任何角度偏差,并支持风力涡轮机中出现的高径向和轴向负载,然而,球面滚子轴承的设计使得相对较高的径向内部间隙作用在定位轴承侧,这导致高的轴向内部间隙,其通常比径向内部间隙高六到七倍,如果在低速时出现高轴向载荷,例如在突然刮风时,调心滚子轴承会沿轴向移动,这会导致滚动元件和滚道之间的滑动,随着时间的推移,可能会损坏轴承。

 
轴向位移必须通过非定位轴承侧的轴承壳发生,这需要显著的力来增加轴承上的负载,TIMKEN的新型圆锥滚子和圆柱轴承解决方案可防止调心滚子轴承中出现高轴向间隙,“X”或“O”排列的双列圆锥滚子轴承是理想的定位轴承。
 
轴承可以设置为具有非常小的间隙,甚至具有预紧。轴承中的滚动元件排的接触角被最佳地调节以匹配负载条件,因此,两排滚动元件上的载荷分布更加均匀,轴承在没有任何横向滑动的情况下支撑作用在轴上的高轴向力,因此,可以防止对滚动轴承的损坏,同时可以更紧密地引导轴和转子。

 
在第二个位置,双列圆柱滚子轴承被用作主轴的最佳非定位轴承,在这里,径向内部间隙也减小了,圆柱滚子列的载荷分布也更加均匀,轴向长度补偿不再通过轴承壳进行,而是通过轴承内的滚动元件进行,这意味着轴承承受的载荷显著减少。这种轴承装置的轴承位置也需要角度调整设施,以补偿轴偏转。在传统的解决方案中,这通常通过使用调心滚子轴承来实现。