高建泰 劉溢泉 黃旭洋 臧凌山

（西安中車永電捷力風(fēng)能有限公司，陜西 西安 710016）

近年來(lái)，新興市場(chǎng)的風(fēng)電發(fā)展迅速。在國(guó)家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國(guó)的風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)電最為活躍的場(chǎng)所。風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用壽命不低于25 年，而且海上型風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)電機(jī)質(zhì)量提出來(lái)了更高的要求，為了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，以及降低公司工裝投入成本，軸承運(yùn)輸防護(hù)還需攻堅(jiān)克難。

在長(zhǎng)途公路運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的軸承運(yùn)輸損傷是軸承意外損傷形式之一，損傷嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)裝機(jī)運(yùn)行不久即產(chǎn)生軸承異常聲音，損傷較輕的會(huì)在軸承滾道表面壓痕處形成疲勞裂紋源，加速軸承疲勞剝落，進(jìn)而造成軸承抱死。在保證軸承防護(hù)效果的前提下也需要對(duì)軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，降低制造成本，現(xiàn)以半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，提出全新的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝的設(shè)計(jì)和效果驗(yàn)證。

一、故障現(xiàn)象

我司半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用一套圓柱滾子軸承和一套深溝球軸承結(jié)構(gòu)，將一臺(tái)運(yùn)輸后的發(fā)電機(jī)軸承拆解后檢測(cè)分析，出現(xiàn)了多道運(yùn)輸?shù)呢Q狀壓痕，圓柱滾子軸承運(yùn)輸損傷呈線狀，壓痕表面與周圍區(qū)域相比較為光亮，且壓痕在滾道面圓周方向呈等間距分布（滾子間距），壓痕深度和排布情況如圖1 所示。

二、軸承壓痕的傳統(tǒng)解決方案

因軸承游隙的存在，在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)往復(fù)沖擊造成軸承壓痕，傳統(tǒng)防軸竄結(jié)構(gòu)為了消除軸承在運(yùn)輸過(guò)程中的游隙，采用的橫梁式結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝，固定安裝在機(jī)座和轉(zhuǎn)子法蘭盤，通過(guò)螺栓預(yù)緊力將轉(zhuǎn)子連同轉(zhuǎn)軸和軸承內(nèi)圈提起一定高度，軸承底部再安裝固定一個(gè)托盤，二者結(jié)構(gòu)相輔相成，托起轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、空心軸等部件，目的是消除軸承在運(yùn)輸過(guò)程的游隙值，有效避免運(yùn)輸過(guò)程的往復(fù)沖擊形成軸承壓痕。但是此結(jié)構(gòu)方案的工裝生產(chǎn)制造成本較高，批量化的發(fā)電機(jī)生產(chǎn)和運(yùn)輸，無(wú)疑是一筆不小的投入。

三、全新的軸承防護(hù)解決方案

為了進(jìn)一步降低工裝制造成本，開始研究全新結(jié)構(gòu)的降本版軸承防護(hù)運(yùn)輸方案，如圖2 所示。半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)輸狀態(tài)是立式放置，軸承的軸向游隙已經(jīng)消除，但是未固定情況下在運(yùn)輸過(guò)程上下顛簸則還會(huì)造成滾子和滾道面的頻繁往復(fù)摩擦和沖擊，形成軸承壓痕，所以全新盤式的軸承防護(hù)工裝的作用就是順勢(shì)而為，在發(fā)電機(jī)立式放置狀態(tài)下，通過(guò)安裝盤式軸承防護(hù)工裝，螺栓力矩緊固形成預(yù)拉緊力，形成向下拉的趨勢(shì)，即使是在顛簸路況下也能有效鎖緊，可有效抑制轉(zhuǎn)子上下振動(dòng)。而且全新結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝還設(shè)置有內(nèi)外止口，與產(chǎn)品的轉(zhuǎn)軸和定軸的止口配合，螺栓緊固后的摩擦力將定軸和轉(zhuǎn)軸固定為整體，極大地削減了運(yùn)輸過(guò)程中前后方向的頻繁啟停造成的前后方向的沖擊力，減輕了對(duì)軸承的損傷。通過(guò)向下預(yù)拉結(jié)構(gòu)和內(nèi)外凸臺(tái)止口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效地鎖緊轉(zhuǎn)軸，消除垂直上下方向和運(yùn)輸過(guò)程前后左右方向的間隙，在運(yùn)輸過(guò)程中防護(hù)軸承。

將2 臺(tái)裝有全新結(jié)構(gòu)的降本版軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝的由西安發(fā)出，經(jīng)1824km長(zhǎng)途汽車運(yùn)至廣東陽(yáng)江，然后進(jìn)行軸承拆解，發(fā)現(xiàn)表面無(wú)肉眼可見(jiàn)的軸承運(yùn)輸損傷壓痕，使用壓痕深度檢測(cè)儀對(duì)軸承的滾道面進(jìn)行檢測(cè)，也未見(jiàn)滾道面有異常，證明新工裝可有效防護(hù)發(fā)電機(jī)軸承。

全新結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝經(jīng)過(guò)重新核價(jià)，相較于我司之前發(fā)電機(jī)發(fā)運(yùn)軸承防護(hù)工裝的采購(gòu)成本降低了84.6%，大幅降低了工裝投入成本。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次驗(yàn)證，軸承拆解后檢測(cè)合格，軸承拆解檢查效果達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，全新結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝成效顯著，工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，對(duì)軸承的防護(hù)效果相比之前傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的提升。對(duì)比同行業(yè)其他廠家軸承防護(hù)運(yùn)輸方案，我司是行業(yè)的領(lǐng)跑者，軸承防護(hù)運(yùn)輸方案有著多項(xiàng)的改革技術(shù)創(chuàng)新。此結(jié)構(gòu)方案在降低工裝成本上有了顯著收益，為了后期大批量電機(jī)生產(chǎn)運(yùn)輸提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

總結(jié)得出，全新結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝可實(shí)現(xiàn)更有效的軸承防護(hù)，能夠滿足我司所有半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承的運(yùn)輸防護(hù)，可推廣性高，工裝制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝快捷。運(yùn)輸過(guò)程可靠安全，延長(zhǎng)軸承使用壽命，降低公司工裝費(fèi)用投入。我司全新結(jié)構(gòu)的軸承防護(hù)運(yùn)輸工裝已在申請(qǐng)國(guó)家專利。