2019年10月21日至24日，2019北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2019）在北京隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，北京國際風能大會暨展覽會自2008年首次在北京舉辦以來已成功舉辦了十一屆。圍繞能源轉(zhuǎn)型、市場趨勢、技術(shù)發(fā)展等主題，今年的風能大會還舉辦了20余場分論壇。鐵姆肯公司作為唯一的軸承廠商在10月23日的學術(shù)論壇中發(fā)表主旨演講。

2019北京國際風能大會暨展覽會開幕式

    軸承是風機的核心部件之一，面臨著嚴苛運行要求的挑戰(zhàn)。巨大而復雜多變的載荷、高難度的維護以及高昂的維護成本都要求風機主軸軸承在具備優(yōu)異綜合承載能力的同時擁有極強的可靠性和耐久性。鐵姆肯公司提交大會的論文中，對比傳統(tǒng)三點支承式調(diào)心滾子主軸軸承方案，詳細闡述了鐵姆肯公司主張的雙列圓錐滾子軸承方案在風機應用中的強大優(yōu)勢。

鐵姆肯公司中國區(qū)總工程師陳娟在論壇現(xiàn)場發(fā)言

    早期小兆瓦風機主軸普遍采用單個調(diào)心滾子軸承的方案（三點支承式）。隨著風機的裝機容量和復雜程度的提升，這種主軸方案逐漸被其它方案，比如雙調(diào)心滾子軸承（四點支承式）、雙列圓錐滾子軸承加圓柱滾子軸承、超大尺寸雙列圓錐滾子軸承以及在大兆瓦風機中越來越普遍的兩個單列圓錐滾子軸承所取代。對于風場安裝的三點支承式安裝的調(diào)心滾子軸承性能的追蹤也顯示該方案在載荷多變的工況下，潤滑條件最為惡劣的主軸軸承滾子與滾道的接觸面上固有的滑動摩擦加劇了表面磨損，形成微剝落，最終積累成軸承剝落損傷。這種微剝落非常難以避免，但對軸承壽命的影響十分顯著。多個風場多種風機中三點支承主軸承的性能統(tǒng)計及損傷表現(xiàn)也驗證了這一問題。

三點支承式安裝的調(diào)心滾子軸承損傷

    這樣的損傷機理使得圓錐滾子軸承在該位置的應用優(yōu)勢愈加凸顯。在主軸端，Timken®雙內(nèi)圈圓錐滾子軸承可以在復雜的風力條件下始終保持滾子滾道間的純滾動運動，在減少摩擦的同時改善了軸承在潤滑苛刻工況下的使用性能。同時，帶有軸向預緊的主軸圓錐滾子軸承可以大大降低主軸軸向變形與竄動，從而降低多變風載對齒輪箱的沖擊，改善了齒輪箱軸承的使用工況，提高了使用壽命。

雙內(nèi)圈圓錐滾子軸承與調(diào)心滾子軸承的性能對比

雙內(nèi)圈圓錐滾子軸承與調(diào)心滾子軸承的性能對比

    通過對以GE1.6/1.7MW風機為例進行的運行性能分析可以看出，雙內(nèi)圈圓錐滾子軸承比調(diào)心滾子軸承具有更高的壽命和更低的接觸應力。

    為了驗證圓錐滾子軸承方案這些優(yōu)勢，鐵姆肯公司在美國選擇了3臺在不同地點的1.5MW風機進行實地掛機運行測試，同樣也有安裝了調(diào)心滾子軸承的風機在相鄰位置運行。經(jīng)過兩年的運轉(zhuǎn)，其中一套軸承在風機離線整備時被拆下，鐵姆肯公司有機會對它進行了全面檢測。

拆下待檢的圓錐滾子軸承

    從滾道幾何尺寸和油脂的兩方面檢測結(jié)果上看，圓錐滾子軸承經(jīng)過兩年的運行，滾道磨損正常，達到設計要求的性能。在三臺樣機運行過程中檢測的沖擊脈沖振動及軸向竄動/變形量的結(jié)果顯示，帶預緊的圓錐滾子軸承優(yōu)于同風場的標準調(diào)心滾子軸承，很好地實現(xiàn)了設計預期。對于兩臺仍在運行的樣機，2018年也即裝機運行三年后，用內(nèi)窺鏡檢查了軸承滾道發(fā)現(xiàn)狀態(tài)良好。

內(nèi)窺鏡觀察顯示內(nèi)滾道狀態(tài)良好

    總的來說，對于三點支承式的主軸，采用帶預緊的圓錐滾子軸承可以在不改動其它零部件的情況下直接替換原有的調(diào)心滾子軸承。從軸承的固有運動機理，性能分析和樣機測試結(jié)果都顯示圓錐滾子軸承作為升級方案，能夠很好地解決目前在役機組的主軸承性能問題，為在役機組的技術(shù)改造提供了新思路。

    作為圓錐滾子軸承的權(quán)威，鐵姆肯公司積極參與全球風能設備的研發(fā)，為風機提供全生命周期的解決方案。憑借自主研發(fā)的工程分析系統(tǒng)——Syber高級分析系統(tǒng)，以及各工程團隊之間的通力合作，鐵姆肯公司針對微動磨損、降噪減振、工程涂層等不同應用需求提供最為適合的軸承解決方案。此外，通過軸承替換、修復服務以及潤滑系統(tǒng)，鐵姆肯公司為風機用戶提供全方位支持，在最大程度上提高設備性能和可靠性。