【技术】风电机组主轴轴承阶梯式加热方法解析

　　摘　要：在主轴轴承装配加热过程中，需严格控制轴承的加热温度，绝对不允许超过120℃，且在加热过程中，需防止轴承游隙被吃掉，出现滚子挤压现象发生。
　　为保证加热过程不影响轴承的特性，我们可采用阶梯式加热方法，该方法通过计算，确定每次允许的加热温度，合理控制轴承内、外圈的温差，保证内、外圈膨胀量差值小于轴承游隙，使轴承在加热过程中一直处于正游隙状态，保证轴承滚子在加热过程中时刻处于活动状态。
　　1.引言
　　风力发电技术是一种可再生清洁能源技术，随着大家环保意识的提高，风力发电在能源体系中占的比重越来越大，但由于前几年风电的过度无序开发，及运行过程中显现出来的问题，国家对风电机组的质量要求越来越高，特别是机械大部件，比如主轴轴承，业主都要求20 年无故障。
　　2.主轴轴承作用　
　　风力发电机组发电原理是将风能转为为机械能，然后将机械能转化为电能，其中主轴轴承是将风能转化为机械能得关键部件，首先风轮叶片吸收大自然中的风能，由风推动风轮转动，然后通过主轴轴承、齿轮箱将能量传递给发电机，再由发电机将机械能转化为电能，实现发电的目的。在风电机组运行中，主轴轴承一旦出现故障，整个机组将整体下架，影响非常严重，所以在主轴轴承设计及装配过程中，要求都是极严的。
　　3.主轴轴承装配要求
　　风力发电机组主轴轴承属于低速重载类型，其与主轴一般采用过盈配合。在装配过程中一般都将轴承加热，使其膨胀，能够与轴间隙配合后才安装，在加热过程中，需严格控制轴承的加热温度，绝对不允许超过120℃，且在加热过程中，需防止轴承游隙被吃掉，出现滚子挤压现象发生。
　　4.主轴轴承加热方法
　　主轴轴承常用的加热方式有油液加热、加热炉加热和感应加热；其中，油液加热及加热炉加热操作复杂、加热速度慢、对现场环境要求高，适用于密闭环境的小轴承加热；而风电机组主轴承尺寸偏大，且一般整机厂均无单独加热室，所以最好的方法就是使用感应加热器进行感应加热。但是同时，基于感应加热器感应原理，对于内、外圈整体式主轴承加热时势必会造成轴承内、外圈温差过大，例如，实测容量为100KVA 感应加热器内、外圈温差可达到100℃，这样就导致轴承内圈膨胀量大于外圈，轴承游隙变成负数，对轴承滚子造成不良的挤压，影响轴承的整体使用效果。为保证加热过程不影响轴承的特性，我们可采用阶梯式加热方法，该方法通过计算，确定每次允许的加热温度，合理控制轴承内、外圈的温差，保证内、外圈膨胀量差值小于轴承游隙，使轴承在加热过程中一直处于正游隙状态，保证轴承滚子在加热过程中时刻处于活动状态。具体步骤如下：
　　（1）根据主轴承入厂数据确定待加热主轴承游隙数值△轴承；