風(fēng)電齒輪箱輸入軸的轉(zhuǎn)速一般在10-20轉(zhuǎn)/分鐘,由于轉(zhuǎn)速比較低，導(dǎo)致輸入軸軸承也就是行星架支撐軸承的油膜形成往往比較難。油膜的作用是在軸承運轉(zhuǎn)時分開兩個金屬接觸面，避免金屬與金屬直接發(fā)生接觸。我們可以引入一個參數(shù)λ來表征軸承的潤滑效果(λ定義為油膜厚度與兩接觸表面粗糙度之和的比值)。
如果λ大于1，說明油膜的厚度足夠分開兩個金屬表面，潤滑效果良好；而如果λ小于1，則說明油膜的厚度不足以完全分開兩個金屬表面，潤滑效果不理想。在潤滑不良的情況下運轉(zhuǎn)，軸承有可能會發(fā)生如圖一所示的損傷。由于風(fēng)電齒輪箱一般都采用ISOVG320粘度的循環(huán)潤滑油，因此如果發(fā)現(xiàn)λ小于1，我們一般只能通過降低軸承滾道及滾子的粗糙度來改善潤滑效果。
另外，在齒輪箱設(shè)計時，行星架支撐軸承要盡量避免一端軸承的尺寸太小，在實際的應(yīng)用分析中我們發(fā)現(xiàn)即使壽命滿足條件，這種設(shè)計也會導(dǎo)致小軸承的線速度非常低，油膜更加無法形成。
風(fēng)電軸承的承載區(qū)
在運轉(zhuǎn)軸承的滾子中一般只有一部分同時承受載荷，而這部分滾子所在的區(qū)域稱之為軸承的承載區(qū)。軸承承受的載荷大小，運行游隙的大小都會對承載區(qū)產(chǎn)生影響。如果承載區(qū)范圍太小，滾子在實際的運轉(zhuǎn)中則容易發(fā)生打滑現(xiàn)象。
對于風(fēng)電齒輪箱而言，如果主軸的設(shè)計采用雙軸承支撐的方案，那么理論上只有扭矩傳遞到齒輪箱。在這種情況下，經(jīng)過簡單的受力分析，就不難發(fā)現(xiàn)行星架支撐軸承承受的載荷是比較小的，因此軸承的承載區(qū)往往也比較小，滾子容易發(fā)生打滑。在風(fēng)電齒輪箱設(shè)計中行星架支撐軸承一般采用兩個單列圓錐軸承或者兩個滿滾子圓柱軸承的方案。
可以通過適當(dāng)預(yù)緊圓錐滾子軸承或者減小圓柱滾子軸承游隙的方法來提高承載區(qū)。
風(fēng)電軸承的制造材料
不同部位的軸承采用不同的材料及熱處理，如提高偏航和變槳軸承用40CrMo鋼的低溫（環(huán)境溫度-40℃∽-30℃，軸承工作溫度在-20℃左右）沖擊功等力學(xué)性能的熱處理方法，表面感應(yīng)淬火的淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋的控制；增速器軸承用相當(dāng)于國外STF、HTF鋼的研制及控制其殘余奧氏體最佳含量的研究；主軸軸承在國產(chǎn)真空脫氣鋼質(zhì)量尚存在一定差距的情況下，采用電渣重熔滲碳鋼ZG20Cr2Ni4A制造等。
