风电机组固定端轴承卸荷装置研发及应用

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技术概况：

该技术的核心价值在于通过动态载荷调控与结构创新，系统性解决双调心滚子轴承的寿命痛点，兼具技术先进性与工程实用性。其产业优势不仅体现在降本增效的直接经济效益上，更对中国风电产业链自主可控、国际竞争力提升具有战略意义。该技术风电轴承技术领域的标杆性解决方案。科技成果评价专家组认为，该风电机组固定端轴承卸荷装置解决了风电行业在役双馈双调心滚子轴承风机主轴系后移的技术问题，填补了国内空白，达到国际先进水平。

 

项目针对在役双馈双调心滚子轴承风电机组多发性和呈批次出现轴承严重失效的痛点问题，开展了理论分析、样机试制与产业化应用等工作，取得主要创新成果如下：

　　(1)建立了多跨轴承布局的轴系承载预测与寿命评估精细化模型，有效解决了双调心滚子轴承轴系承载分配计算与寿命评估问题，为固定端轴承失效溯源和样机试制等工作奠定了理论基础;

　　(2)提出了重构轴向传力分配的优化方案，研发了轴承卸荷装置，可有效降低双调心滚子轴承受力峰值，提高了固定端轴承的使用寿命;

　　(3)经实际应用，轴承卸荷装置降低了固定端轴承滚道接触应力，改善了主轴系后移问题。

　　3. 项目原创性强、技术难度大，核心技术拥有多项自主知识产权，已授权发明专利1件、实用新型专利6件，发表北大核心期刊论文2篇;项目成果已在5个电力公司下辖的15个风电场装备应用，社会效益和经济效益显著。

 

创新优势

解决主轴系后移的关键技术难题。双馈式风电机组的主轴系在运行中因复杂载荷（轴向力、径向力、弯矩）易发生后移现象，导致双调心滚子轴承受力不均，加速轴承磨损甚至失效。该卸荷装置通过优化轴承支撑结构或引入动态载荷分配机制（如弹性元件、液压补偿等），主动调节轴承受力分布，显著降低受力峰值，抑制主轴后移，从而延长轴承寿命。

动态载荷调控技术，传统轴承设计依赖静态载荷计算，难以适应风电机组实际运行中的动态冲击（如风速突变、叶片振动），装置可采用智能监测与反馈控制技术，实时感知轴承应力状态并动态调整卸荷力度，确保轴承在复杂工况下仍处于安全载荷范围内。

 

产业价值

提升风电设备可靠性与经济性，延长轴承寿命，降低轴承更换频率，单台机组全生命周期运维成本可下降10%-20%；减少非计划停机：避免因轴承失效导致的突发停机，提升风电场年发电小时数，直接增加发电收益。

推动国产风电产业链升级，打破国外企业在高端轴承卸荷技术上的垄断，降低进口依赖，助力国内轴承制造商（如瓦轴、洛轴）技术升级。该装置与国产大兆瓦风机、智能化运维系统结合，可形成完整技术生态链，增强中国风电整机出口竞争力。

环保与低碳效益，减少因轴承更换产生的废弃物（如废旧油脂、金属碎屑），符合风电行业绿色运维趋势。通过提升机组运行稳定性，间接提高可再生能源发电占比，助力“双碳”目标实现。