微型軸承“跑圈”分析
　　根本原因是由于微型軸承選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和載荷設(shè)計(jì)不當(dāng)，制造過程中工藝控制不當(dāng)，軸承間隙調(diào)整不當(dāng)，軸承潤滑不當(dāng)，設(shè)備儲(chǔ)存或運(yùn)輸不當(dāng)?shù)?。造成軸承滾子與軸承滾道之間嚴(yán)重的滑動(dòng)半干摩擦，最終導(dǎo)致軸承“跑圈”。
　　1.環(huán)形軸承
　　(1)采用雙列調(diào)心滾子軸承的兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組主軸軸承同時(shí)承受軸向和徑向載荷，失效概率高。這是因?yàn)殡p列調(diào)心滾子軸承的游隙較大，上風(fēng)側(cè)的軸承承受的載荷很小，大部分徑向載荷和軸向力由下風(fēng)側(cè)的軸承承受，導(dǎo)致滾子過度打滑。此外，由于潤滑不良，材料出現(xiàn)麻點(diǎn)、剝落，座圈、滾子、保持架受力不均變形，改變了座圈與軸承座的配合，造成“跑圈”、卡死等通病。
　　(2)在新型傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主軸軸承很少使用調(diào)心軸承，推薦使用圓錐滾子軸承，這種軸承具有很強(qiáng)的徑向和軸向承載能力，通過預(yù)緊可以使?jié)L子均勻受力，使?jié)L子不易產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。但由于裝配工人在安裝過程中經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要求較高，軸承間隙調(diào)整不當(dāng)仍可導(dǎo)致半干滾動(dòng)摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致跑圈故障。
　　(3)微型軸承裝配采用熱裝法。由于沒有足夠尺寸的加熱裝置，采用局部加熱方式，導(dǎo)致軸承受熱不均勻，變形。 　　(4)機(jī)組在運(yùn)輸過程中減振措施不當(dāng)，或某一部分軸承長期受力，導(dǎo)致滾道局部變形。
　　(5)目前，運(yùn)行中風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承的潤滑方式主要有脂潤滑和壓力潤滑油潤滑兩種，其中脂潤滑所占比例較高。風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速一般為10-20轉(zhuǎn)/分，主軸軸承和行星架支撐軸承由于轉(zhuǎn)速低，往往難以形成油膜。如果油膜厚度不足以分開兩個(gè)金屬表面，潤滑達(dá)不到預(yù)定效果，軸承早期磨損，產(chǎn)生材料剝落和半干滑動(dòng)摩擦，導(dǎo)致軸承跑合。壓力潤滑非常有利于改善軸承的工作條件。除了能及時(shí)形成油膜保護(hù)滾道滾子外，還能帶走熱量和磨粒，延長使用壽命。在條件允許的情況下，建議使用壓力油潤滑主軸軸承。
　　2.齒輪箱軸承
　　變速器中軸側(cè)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)比高于行星齒輪軸承。兩者原因不同。
　　高速軸側(cè)軸承
　　(1)軸承與軸承座的配合公差不合理，導(dǎo)致過盈量不足。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外部環(huán)境差異很大，標(biāo)準(zhǔn)公差帶可能不適合運(yùn)行條件。
　　(2)裝配時(shí)工藝控制不嚴(yán)格，造成軸承與軸承座配合的上限偏差和下限偏差。事實(shí)上，在裝配現(xiàn)場已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，裝配工選擇過盈量小的軸承進(jìn)行裝配。
　　行星輪軸承
　　(1)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱在實(shí)際使用中的最大功率可能達(dá)到額定功率的3倍以上，特別是在增加葉片的情況下，風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大增加，機(jī)組啟停時(shí)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷也大大增加。國產(chǎn)機(jī)組在樣機(jī)基礎(chǔ)上增加葉片后，沒有對(duì)齒輪箱進(jìn)行相應(yīng)的重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)致剛性相對(duì)較差的齒輪箱行星軸系和中間軸系產(chǎn)生偏心載荷，加劇了軸承應(yīng)力集中的發(fā)生，進(jìn)而造成軸承跑圈。
　　(2)行星輪系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)薄弱。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19073，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱規(guī)定行星齒輪的輪轂厚度不應(yīng)小于模數(shù)的3倍，以保證齒輪座圈有足夠的剛度來抵抗齒輪受力引起的變形。行星齒輪的變形是軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的重要原因之一。國內(nèi)變速箱廠批量運(yùn)行的行星齒輪軸承失效，正是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不符合標(biāo)準(zhǔn)提出的齒輪輪轂厚度要求。 　　針對(duì)行星軸系的偏心載荷，國外采用浮動(dòng)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來達(dá)到均載的目的。但是這種結(jié)構(gòu)在變速箱裝配調(diào)整時(shí)比較復(fù)雜。
　　鑒于風(fēng)電機(jī)組的空間限制使得行星齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸難以滿足剛度要求，國外提出了行星齒輪與軸承外圈一體化的解決方案和一體化柔性銷方案(見圖1)。杭齒和南高齒分別制造了幾款一體化結(jié)構(gòu)和一體化柔性銷結(jié)構(gòu)的變速箱。由于行星齒輪需要根據(jù)加工工藝分別在變速箱廠和軸承廠進(jìn)行加工、熱處理和產(chǎn)品檢測，大大增加了變速箱的成本。在目前的市場價(jià)格下，國內(nèi)風(fēng)機(jī)企業(yè)很難接受。而國外整機(jī)企業(yè)已經(jīng)批量采用了這種結(jié)構(gòu)的變速箱。