风电转盘轴承综合性能实验台的研制

　　1前言

　　环境和能源问题日益严重，风电作为一种可再生清洁能源受到国内外的高度重视。转盘轴承(也称回转支承)是风力发电机的核心部件，广泛应用于风力发电机的变桨和偏航系统，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。

　　风电转盘轴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，而且转盘轴承一旦发生故障，将直接影响风力发电机的工作性能，甚至造成停机。因此要求风电转盘轴承的使用可靠性高、寿命长，至少要达到风力发电机的使用年限，即20年。

　　国内外许多研究者从磨损累积、裂纹形成与发展等角度对转盘轴承的寿命作了大量研究，然而这些研究结论大多基于大量经验数据及简化，对于风力发电机的特殊应用场合是否适用还有待实验的验证。企业必须经过大量实验，获取各自产品综合性能的实验数据，在此基础上结合理论分析和参数修正建立适合风电转盘轴承设计方法。另外，提供可信、有说服力的产品性能实验数据也有利于企业提升形象和产品的市场竞争力。

　　风电转盘轴承实验系统是获得产品性能数据的关键，RotheE记e公司专门针对风电转盘轴承开发的实验台转盘轴承竖直安装，可以按照风电转盘轴承的承载特点模拟较大的径向力，对产品的滚道综合性能作检测，但不能对齿圈的齿根弯曲强度作检测。IMo开发的风电转盘轴承实验台可以检测转盘轴承的无载启动性能，滚道硬度，完成常规的无损检测等，但载荷模拟功能较差。斯洛文尼亚Ljubljan。大学长期从事转盘轴承的相关研究，开发了一套转盘轴承实验台，但该实验台可实验产品规格较小。法国LGMT实验室开发的转盘轴承实验台可用于分析静载状态下转盘轴承的滚道及安装螺栓的载荷分布，不能驱动转盘轴承对其滚道和齿圈作性能实验。

　　本文从模拟加载、驱动系统、信号采集与处理等方面介绍了风电转盘轴承实验台的开发。实验台可以模拟风电转盘轴承承受的巨大轴向力、径向力和倾覆力矩的组合，检测转盘轴承在无载和承载状态下的启动性能，并实时监测加载运转过程中回转力矩的变化。实验台还可对运转过程中转盘轴承的振动特性作检测和分析，评估转盘轴承的使用寿命。

　　2实验台开发要求

　　所设计的转盘轴承实验台能够完成包括风电转盘轴承在内的不同规格转盘轴承综合性能实验，主要要求:

　　①能够满足不同规格滚道中心直径的转盘轴承的加载实验;

　　②能模拟叶轮转动过程中转盘轴承的交替载荷;

　　③检测转盘轴承的启动力矩、运行摩擦阻力矩、滚道温度、齿根应力;