
回转支承又叫转盘轴承(英文名: slewing bearing),在现实工业中应用很广泛,被人们称为“机器的关节”。它是两物体之间需作相对回转运动,又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。
回转支承是风力发电机的核心部件,风力发电机用回转支承做为一种特大型轴承,主要用于变桨和偏航系统:变桨轴承用于连接轮毅和叶片,偏航轴承用于连接塔筒和机组。风电回转支承由于其体积庞大和安装位置不易拆装,致使其维修的难度非常大;加之在风场多变的工作环境下,该部件受载复杂,且拆装维护非常困难,导致其维护成本较高。而且回转支承一旦发生故障,将直接影响风力发电机的工作性能,甚至造成停机。
风力发电机组,目前多采用双排球四点接触球轴承轴承结构,以满足不同风速对桨叶角度的变动需求。近年来,简单粗暴地增加叶片长度造成的可靠性问题甚至连行业主流设备商也未能避免,出现了批量变桨轴承失效问题,成为整个国内外行业的痛点,行业需要反思。
风电投资是高风险投资,回报性和收益率的计算是基于可靠性为前提的。如果在全生命周期内发生回转支承的问题而导致的诸如停机、更换、乃至安全事件,是开发商和主机商都不想看到的结果。
2015年3月,某风力发电场在生产试运行期间,使用某主机商生产的2000型风力发电机组,风机塔筒高度90米,叶片长度56.5米,叶轮直径115米,先发生1台风机叶片变桨轴承卡死故障,后又有19台风机因变桨轴承故障停机事故,经过查找原因分析,为风机叶片变桨轴承失效所致,最后采取对风电场所有风机变桨轴承进行更换。
另外,在风机运行过程中,也发生了变桨轴承开裂而导致的坠落事故。变桨轴承的失效问题,也已经成了困扰行业的一个难题。无论是主机制造商,还是部件的供应商,都在进行着相应的补救措施和设计改进。
目前,主流市场上的应用的变桨轴承的驱动模式有两种类型:为内驱型及外驱型。在此,大嘴哥不对两种形式的驱动进行分析,因为各有优劣,这就好比,武侠中的“剑宗” 和“气宗”之比一样,无论哪种形式,练到极致了,就能登峰造极,好比柳叶亦能伤人一样。