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风电轴承故障模式及诊断方法研究进展

轴承 2023年第6期 131-139页

作者：尹晓伟王龙福江雪峰沈阳工程学院机械学院沈阳110136 沈阳工程学院能源与动力学院沈阳110136

轴承是风电机组中十分重要的承重部件,在长时间承受复杂的交变载荷后会发生故障,影响风电机组的正常运行。首先,对风电轴承的故障模式进行总结分析,在此基础上从定性和定量2个方面阐述了风电轴承故障诊断方法;然后,分析了监测技术和诊... 详细信息

轴承是风电机组中十分重要的承重部件,在长时间承受复杂的交变载荷后会发生故障,影响风电机组的正常运行。首先,对风电轴承的故障模式进行总结分析,在此基础上从定性和定量2个方面阐述了风电轴承故障诊断方法;然后,分析了监测技术和诊断方法的使用情况、主要思想以及各自的优缺点;最后,针对风电轴承故障研究的方向,提出了建立全面的风电轴承故障知识库,进行多层次耦合低速大型风电轴承的结构分析,建立点对点的风电轴承动态数据监测系统,加强风电轴承故障信息的早期发掘以及故障诊断方法的融合等建议。

关键词：滚动轴承风电轴承风力发电机组状态监测故障诊断

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风电轴承失效模式研究进展

轴承 2023年第6期 102-114页

作者：周恒宇周建星温建民余满华王铭铭新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

轴承是风电机组的关键部件,在恶劣工况下工作容易出现过早失效。首先,以风电机组的主轴、变桨与偏航、齿轮箱、发电机等轴承应用部位作为出发点,对风电轴承的应用形式进行了总结;其次,介绍了风电轴承的主要失效形式(微剥落、微动磨损、... 详细信息

轴承是风电机组的关键部件,在恶劣工况下工作容易出现过早失效。首先,以风电机组的主轴、变桨与偏航、齿轮箱、发电机等轴承应用部位作为出发点,对风电轴承的应用形式进行了总结;其次,介绍了风电轴承的主要失效形式(微剥落、微动磨损、白蚀裂纹、电蚀)并对失效原因和解决措施进行了分析;然后,从研究方式的角度,阐述了有限元法与试验法的研究成果;最后,提出风电轴承力学特性的分析以及失效模式的形成机理研究有待进一步深入,后续研究应注重于建立考虑设计及装配参数的耦合动力学模型,并进行更完善的试验设计以深入分析轴承的失效机制。

关键词：轴承风电轴承风力发电机组失效模式磨损剥落电蚀

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风电轴承钢球冷镦的可行性分析

轴承 2023年第6期 72-76页

作者：孙永杰袁浩胡伟平胡瑾王志江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 常州亿精珠钢球有限公司江苏常州213023

针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长,效率低,耗能大,且钢球组织不致密的问题,提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50,65 mm的钢球为例,建立了钢球棒料尺寸理论计算模型,对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载... 详细信息

针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长,效率低,耗能大,且钢球组织不致密的问题,提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50,65 mm的钢球为例,建立了钢球棒料尺寸理论计算模型,对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷,冷镦后的球坯有明显的两极和环带,且等效应力分布均匀,直径50 mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50 mm钢球的压碎载荷满足要求,直径65 mm钢球的内部组织致密,强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。

关键词：滚动轴承风电轴承球轴承风力发电机组钢球冷镦压碎载荷仿真模拟

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风电轴承测试系统设计

机床与液压 2022年第18期50卷 84-88页

作者：何录忠章滔阳雪兵徐璐李敏哈电风能有限公司湖南湘潭411101 海上风力发电技术与检测国家重点实验室湖南湘潭411101 湖南精益传动机械设计有限公司湖南长沙410007

风电轴承包括风电机组的偏航轴承、变桨轴承、主轴承,属于风电机组的关键部件。风电轴承的出厂游隙、摩擦力矩、空载温升是影响其运行性能的重要指标。精确测量轴承的游隙、摩擦力矩、空载温升,可定量分析轴承设计制造的一致性,保证后... 详细信息

风电轴承包括风电机组的偏航轴承、变桨轴承、主轴承,属于风电机组的关键部件。风电轴承的出厂游隙、摩擦力矩、空载温升是影响其运行性能的重要指标。精确测量轴承的游隙、摩擦力矩、空载温升,可定量分析轴承设计制造的一致性,保证后续装机使用的可靠性;因此,设计一套专用的风电轴承功能测试系统,实现风电轴承的出厂游隙、摩擦力矩、空载温升的测试,可验证风电轴承的设计与制造的可靠性。

关键词：风电轴承摩擦力矩游隙试验机

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风电轴承保持架冲压工艺参数优化

轴承 2023年第6期 80-83页

作者：万光虎王黎明崔鹏方洋李剑峰山东大学机械工程学院济南250061

采用Dynaform数值模拟技术和正交试验相结合的方法,对风电主轴用圆锥滚子轴承保持架冲压工艺参数进行优化设计,以板料厚度变化量作为优化判断指标,研究了不同工艺参数组合对保持架成形质量的影响。结果表明冲压工艺参数的相对最优组合... 详细信息

采用Dynaform数值模拟技术和正交试验相结合的方法,对风电主轴用圆锥滚子轴承保持架冲压工艺参数进行优化设计,以板料厚度变化量作为优化判断指标,研究了不同工艺参数组合对保持架成形质量的影响。结果表明冲压工艺参数的相对最优组合为压边力110 kN,摩擦因数0.12,冲压速度5000 mm/s,并针对优化后的工艺参数进行数值模拟研究,验证了基于Dynaform数值模拟技术和正交试验相结合方法进行保持架冲压成形工艺参数优化的有效性。

关键词：滚动轴承风电轴承风力发电机组圆锥滚子轴承保持架数值模拟正交试验极差分析法

基于热网络与数值仿真模拟的风电轴承瞬态温度分析

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轴承 2023年第6期 51-58页

作者：宋海穆塔里夫·阿赫迈德尼加提·玉素甫王禹辉张泉艺新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830000 新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830000

新疆达坂城风机齿轮箱的轴承温度超出限度是发生频率较高的故障之一,使用热网络法和数值仿真法分别计算轴承的温度变化并加以对比分析。热网络法首先计算风电齿轮箱轴承摩擦热量,分析轴承内部传热及其与外界换热行为,求解节点之间的热阻... 详细信息

新疆达坂城风机齿轮箱的轴承温度超出限度是发生频率较高的故障之一,使用热网络法和数值仿真法分别计算轴承的温度变化并加以对比分析。热网络法首先计算风电齿轮箱轴承摩擦热量,分析轴承内部传热及其与外界换热行为,求解节点之间的热阻,然后根据能量守恒定律搭建瞬态温度方程组,形成风电齿轮箱输出轴轴承的热网络模型,最后利用Simulink求解各节点的温度变化。数值模拟法首先根据轴承尺寸建模,对模型离散化,然后根据实际运转情况确定轴承换热方式及换热量,最后计算各单元的温度变化,得到整体模型的温度变化情况。对比热网络法与数值模拟法,二者计算的轴承各节点温度误差很小,均适用于轴承温度的计算,但热网络法的计算速度远远高于数值模拟,并通过热网络法分析了不同工况下的轴承温度及其对轴承变形和接触应力的影响,结果表明:转速、径向载荷、环境温度提升均会引起轴承温度升高,温度升高会增大轴承的变形和接触应力。

关键词：滚动轴承风电轴承风力发电机组温度场热网络热阻数值模拟

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大功率风电轴承技术进展

轴承 2023年第6期 1-13页

作者：韩清凯温保岗郭玉飞宋万里东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 大连工业大学机械工程与自动化学院辽宁大连116024 瓦房店轴承集团有限责任公司辽宁大连116024

面向国家“双碳”战略,风电装备向更大功率方向迅速发展,也对大功率风电装备中不同类型和系列的滚动轴承提出了大型化、长寿命、高可靠性、智能化和高效运行等更高的技术要求。本文评述大功率风电轴承技术发展的现状、趋势和关键内容,... 详细信息

面向国家“双碳”战略,风电装备向更大功率方向迅速发展,也对大功率风电装备中不同类型和系列的滚动轴承提出了大型化、长寿命、高可靠性、智能化和高效运行等更高的技术要求。本文评述大功率风电轴承技术发展的现状、趋势和关键内容,涉及轴承数字化设计、材料与热处理、高性能制造、智能装配、检验测试与试验、智能运维等多个方面,以期为大功率风电轴承产业发展提供参考。

关键词：轴承风电轴承风力发电机组轴承钢热处理表面处理抗疲劳性面向装配的设计检测试验智能运维

不同温湿度下风电轴承表面防护DLC薄膜微动摩擦特性

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轴承 2023年第6期 89-95页

作者：杜广煜梁笑瑜万亿巴德纯东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 沈阳拓荆科技股份有限公司沈阳110013

针对湿热环境下风电绝缘轴承的微动磨损失效问题,采用等离子体增强化学气相沉积工艺在绝缘涂层Al 2O 3表面沉积类金刚石碳(DLC)薄膜,研究温湿度对其微动摩擦特性的影响。结果表明:DLC薄膜在适当高温下均具有良好的摩擦学性能,在湿度为80... 详细信息

针对湿热环境下风电绝缘轴承的微动磨损失效问题,采用等离子体增强化学气相沉积工艺在绝缘涂层Al 2O 3表面沉积类金刚石碳(DLC)薄膜,研究温湿度对其微动摩擦特性的影响。结果表明:DLC薄膜在适当高温下均具有良好的摩擦学性能,在湿度为80%RH时的平均摩擦因数较小;温湿度较高的环境有利于降低DLC薄膜的微动磨损程度,提高绝缘轴承的防护程度;对磨痕处进行拉曼光谱分析表明摩擦过程中DLC薄膜磨痕表面杂化键sp 2/sp 3比值均大幅上升,且薄膜发生了石墨化转变。DLC薄膜在高温下的低摩擦行为主要是由于DLC薄膜表面石墨化过渡层和磨损表面石墨化的协同作用。

关键词：滚动轴承风电轴承风力发电机组化学气相沉积类金刚石碳微动磨损温度湿度

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风电轴承性能退化建模及其实时剩余寿命预测

中国电机工程学报 2016年第6期36卷 1643-1649页

作者：胡姚刚李辉廖兴林宋二兵欧阳海黎刘志祥输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司重庆市渝北区400021 重庆科凯前卫风电设备有限责任公司重庆市渝北区401121

为了实时掌握风电轴承的剩余寿命,提出一种基于温度特征量的风电轴承性能退化建模及其实时剩余寿命预测方法。由于风速大小和风向的不确定性,使风电轴承温度在较宽的范围波动,采用移动平均法对风电轴承的相对温度数据平滑滤波处理,提取... 详细信息

为了实时掌握风电轴承的剩余寿命,提出一种基于温度特征量的风电轴承性能退化建模及其实时剩余寿命预测方法。由于风速大小和风向的不确定性,使风电轴承温度在较宽的范围波动,采用移动平均法对风电轴承的相对温度数据平滑滤波处理,提取风电轴承性能退化的温度趋势量;考虑风电轴承在运行过程常受到不确定因素影响,使其性能退化速度随时间而改变,基于Wiener过程建立了风电轴承的性能退化模型,并提出基于极大似然估计的实时参数估计方法;以温度监测值首次超过失效阈值判定轴承失效原则,建立了基于逆高斯分布的风电轴承实时剩余寿命预测模型;最后,应用文中所提出的方法,对实际某风电机组的发电机后轴承性能退化过程分析及其剩余寿命进行预测,并与实际剩余寿命进行了对比和分析,表明文中提出的风电轴承性能退化模型及实时剩余寿命预测方法是正确有效的。

关键词：风电轴承性能退化 Wiener过程寿命预测