TechnologyofSlewingBearingsinWindTurbineGeneratingUnitsXuehaiGao,XiaodiaoHuang*,HuaWang,FeiZhu(InstituteofMechatronics,NanjingUniversityofTechnology,Jiangsu,China,210009)Abstract:Slewingbearingsareofgreatsignificantinvariablespeedconstantfrequencywindturbinesandcommonlyappliedinpitchandyawsystems.20-yearsservicelifeofslewingbearingsisalwaysacquiredforharddisassemblyandassemblyinawindturbine.Toimprovetheservicelifeandthereliabilityofslewingbearings,thetechnologyofdesign,machining,test,monitoring,etc.arediscussedinthepaper.Keywords:Windturbine;Slewingbearing;Clearanceprediction.随着环境和能源问题日益突出，人类寻求可再生绿色能源的步伐也越来越紧，在所有的可再生绿色能源中，风能是目前应用最为广泛也最为成功的一种新能源，其利用方式主要是风力发电。据统计，到2008年全球累计装机容量已超过120000MW，比2007年增长了27050MW，增长率为28.8%[1]。欧洲计划到2020年实现可再生能源发电量占总发电量的20%，其中风能占到12%，从目前的风电装机容量来看，要实现这一目标，欧洲的风电装机容量大约还需增长10倍。欧洲风能协会预测，2020年以前世界风电产业都将快速发展，每年新增装机容量将保持在15000MW以上。由于风电产品的巨大市场潜力和国家在风力发电方面的政策扶持，国内许多厂家投入风电转盘轴承的生产，但是风电转盘轴承的技术要求、设计理论和生产工艺至今还没有一个得到广泛认可的统一标准。哪种转盘轴承才是最佳形式、转盘轴承的寿命和可靠性如何确定、如何保证和确定转盘轴承的负游隙、如何保证和检测滚道的淬硬深度、在风场恶劣环境下如何实现20年防腐和密封等难题都有待进一步研究[2]。国内于2007年发布了风电转盘轴承的标准JB/T10705—2007，但标准并未对当前风电转盘轴承设计和制造的全部难点提出详尽的解决方法。标准中根据一般经验规定变桨转盘轴承为双排四点接触球式结构，偏航转盘轴承为单排四点接触球式，但并没有给出详尽合理的解释。这也是目前世界风电转盘轴承最常用的两种形式。相比较普通的转盘轴承，风电转盘轴承的主要特点和要求在于：（1）风电转盘轴承承受的径向力较大，同时还受到风速波动带来的动载荷，一般工程机械用转盘轴承承受的径向力相对较小；（2）风电转盘轴承的游隙要求相当严格，一般要求零游隙或负游隙，一般工程机械用转盘轴承都有0.1~0.5mm甚至更大的游隙；（3）风电转盘轴承一般要求有20年以上的可靠运行寿命。1.风电转盘轴承的设计与校核目前世界上转盘轴承选用与校核最主要的方法是承载能力曲线法，通过大量的实验、实践，结合理论分析建立每一种型号转盘轴承的承载能力曲线，选型与校核时，只需将转盘轴承所受的外部载荷与承载能力曲线向比较。承载能力曲线方法往往忽略滚道截面的几何参数、游隙、受载后接触角变化等，对径向载荷的处理也过于简单，因此过于简化，不能直接用于径向载荷较大、负游隙、精度要求较高的风电转盘轴承，国内外也都还没有形成统一的风电转盘轴承设计模型。Zupan,Kunc,Amasorrain,AlainDaidié,Harris[3~5]等人以赫兹接触理论为基础，通过每个滚动体/滚道接触点的滚道曲率中心相对位置的改变来模拟滚动体与滚道接触时的弹性趋近量，最终建立每个接触点接触力与转盘轴承所受外部载荷的平衡方程，该平衡方程可以通过数值迭代的方法求解。虽然的该方法可以综合考虑转盘轴承滚道所有几何参数（如图1）、径向载荷（如图2）、加载后接触角变化等因素，但是由于其求解需要采用数值计算方法，在企业内部的运用并不广泛，南京工业大学的研究者以此方法为基础，开发出风电转盘轴承设计校核计算机程序，将繁琐的数值迭代计算过程程序化，设计者只需输入转盘轴承的几何参数、游隙、外部载荷。该程序可以求解任何游隙、载荷组合下的转盘轴承载荷分布，并据此可以求解滚到最大接触压力和应力实现风电转盘轴承的