打破垄断:ZWZ实现12MW海上风电主轴轴承国产化突破

admin 行业应用 49

海上风电主轴轴承的国产化挑战

但作为海上风电的核心设备,主轴轴承却长期暴露在高湿、高盐、强载荷等极其恶劣的环境中,对其可靠性和寿命的要求也就越来越高。伴随我国大兆瓦级主轴的自主化发展,尤其是近年来我国大兆瓦级主轴的国产化水平的不断提高,已基本能够满足我国大型水电机组的装机需求,但其关键零部件的自主化仍存在较大的差距,尤其是其轴承的自主化发展就存在较大的困难,对外依赖的供应链也存在较大的不确定性。凭借对材料的不断的优化、对热处理的工艺的不断的改进及对主轴的结构的创新性设计的不断的探索,ZWZ轴承终于成功的开发出了适用于12MW的海上风电机组的主轴的轴承系统,从而填补了国内在该功率段的技术空白。

打破垄断:ZWZ实现12MW海上风电主轴轴承国产化突破-第1张图片-江苏瓦轴

关键角接触球轴承型号的应用支撑

基于对12MW主轴的精心设计,我们将ZWZ的角接触球轴承巧妙地作为辅助的支撑单元融入了其中,分别选用了7000AC、7001AC、7203AC、7004AC、7204AC等多款的优质轴承,充分地发挥了它们的优点,极大地提高了主轴的工作可靠性和安全性。借助其优异的轴向的承载能力和刚性,尤其适用于主轴的偏载工况的机械的运用.。具体来说,型号7304BTN1和7305BTN1选用了黄铜材质的保持架,这种设计显著增强了它们在高速运转时的稳定性;而7005C、7205C以及7205CTA这几款,则是根据不同的预紧要求进行了精心配置,从而保证了系统在面对载荷变化时,能够展现出优异的动态响应特性。

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材料与热处理工艺协同优化

依托于对套圈与滚动体的材料的精心选择如采用了真空脱气的高质量的脱脂的真空钢,并结合了贝氏体等的温淬火的工艺,有效的提高了其内部的组织的均匀性和其内部的残余的压应力等的分布,从而为更好的应对海上环境的腐蚀与疲劳损伤打下了坚实的基础。通过对7305BM和7305ACM的内外圈的特殊的表面强化的处理,使其在外观上更能耐受微点的蚀萌的产生。与此同时,润滑脂的兼容性测试全面覆盖了各种工况下的温度范围,从而确保设备能够长期稳定运行,无需频繁维护。

轴承配置方案的系统集成能力

凭借对12MW主轴的精心的设计,巧妙的将其主的承载单元布置为调心的滚子轴承,而前端的定位与对应的倾覆的力矩的补偿则通过多组的角接触的球轴承的协同完成。采用将ZWZ轴承的7005AC与7205AC的背对背的精心的配对构建了高的刚性轴系同时又将7204AC与7004AC巧妙的用于辅助的支撑手段,实现了对径向与轴向的复合载荷的均衡的作用。整个方案在历经多轮台架测试的严格检验后,已成功达到IEC 61400-4标准所规定的要求。

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从样机到批量交付的工程闭环

ZWZ轴承与整机制造企业强强联手,一同对全尺寸台架开展了长时间的测试工作。在这次测试里,累计运行时长成功突破了2000小时这个重要关卡。而且,在整个测试过程中,振动和温升这两项关键指标,始终都稳稳地保持在正常状态。至今,装备了我们自主研制的ZWZ主轴轴承系统的12兆瓦级的海上风力发电机组也先后已在好几个示范项目中都成功并网投入运行了。采用对7000系列与7300系列的不断的现场数据的反馈调优手段,进一步的对其密封结构的优化和对其各个部位的游隙的精细的控制,有效的将其全生命周期的表现都得到较好的提升。


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