高建泰 劉溢泉

（西安中車永電捷力風(fēng)能有限公司,陜西 西安 710016）

隨著風(fēng)電浪潮加速市場(chǎng)擴(kuò)展，我司半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)也在緊跟市場(chǎng)需求一直在不斷的研究設(shè)計(jì)和制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)，到目前為止已經(jīng)取得了階段性成就，但是隨著制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率、體積和質(zhì)量越來(lái)越大，發(fā)電機(jī)軸承在運(yùn)輸過(guò)程中容易造成發(fā)電機(jī)軸承壓痕。分析其主要原因主要?dú)w因于軸承游隙的在運(yùn)輸過(guò)程中晃動(dòng)沖擊造成軸承損傷，特別是未采取完全有效的軸承防護(hù)方案。導(dǎo)致軸承損傷難以得到客戶認(rèn)可，所以軸承運(yùn)輸防護(hù)問(wèn)題變成了制約我司擴(kuò)展市場(chǎng)的瓶頸技術(shù)。因此，為了有效解決發(fā)電機(jī)運(yùn)輸軸承防護(hù)質(zhì)量問(wèn)題，就必須從根本解決軸承運(yùn)輸過(guò)程中防軸竄難題，設(shè)計(jì)一套專用軸承防護(hù)運(yùn)輸工藝裝備，驗(yàn)證工藝裝備對(duì)軸承防護(hù)的可靠性以及安裝方法的有效性。

一、傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)發(fā)運(yùn)方案存在的問(wèn)題

隨著風(fēng)電行業(yè)的快速崛起，風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造行業(yè)如火如荼，但是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的路途運(yùn)輸對(duì)軸承的產(chǎn)生的偽壓痕問(wèn)題日益顯現(xiàn)。這種問(wèn)題會(huì)影響發(fā)電機(jī)軸承的壽命，而且會(huì)造成發(fā)電機(jī)振動(dòng)異常和運(yùn)行噪音。

軸承偽壓痕指的是運(yùn)輸過(guò)程中等軸承在停轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和擺動(dòng)造成磨損有所發(fā)展,產(chǎn)生類似布氏壓痕的印痕。

拆解檢查兩臺(tái)半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承，一臺(tái)未安裝任何防止軸承竄動(dòng)的工藝裝備，第二臺(tái)安裝了防止軸承竄動(dòng)的工藝裝備。運(yùn)輸后進(jìn)行拆解檢查軸承狀態(tài)。未安裝防止軸承竄動(dòng)工藝裝備的軸承滾道面產(chǎn)生較為明顯的壓痕；安裝了防止軸承竄動(dòng)工藝裝備的軸承也產(chǎn)生了壓痕，但是相較第一種不為明顯。所以，安裝防止軸承竄動(dòng)工藝裝備對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中軸承的防護(hù)具有一定的作用，但依據(jù)目前情況還不能達(dá)到合格的軸承防護(hù)效果，所以還需要對(duì)防止軸承竄動(dòng)的工藝裝備結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二、新型防軸竄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因圓柱滾子軸承和深溝球軸承都有游隙的存在，而游隙也是在運(yùn)輸過(guò)程中轉(zhuǎn)子和軸承內(nèi)圈晃動(dòng)的沖擊造成軸承壓痕損傷的根源。所以設(shè)計(jì)工藝裝備的原理必須要消除軸承在運(yùn)輸過(guò)程中的軸承游隙。針對(duì)我司現(xiàn)有的防軸竄進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，自主設(shè)計(jì)專用于大功率半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一種新型發(fā)運(yùn)防軸竄結(jié)構(gòu)裝置。通過(guò)安裝此套工藝裝備，消除在運(yùn)輸過(guò)程中軸承的軸向游隙，減少振動(dòng)沖擊。保證在運(yùn)輸過(guò)程中的即使是顛簸路況下軸承內(nèi)圈和外圈無(wú)相對(duì)振動(dòng)、沖擊、碰撞等現(xiàn)象，保證軸承的質(zhì)量。

重新設(shè)計(jì)后的新型防軸竄工藝裝備示意圖如圖1。防軸竄工藝裝備主要包含兩部分，防軸竄裝置和發(fā)運(yùn)托盤(pán)。

圖1 新型防軸竄工藝裝備結(jié)構(gòu)示意圖

具體設(shè)計(jì)方案如下：梁式結(jié)構(gòu)的防軸竄裝置橫梁端安裝固定在發(fā)電機(jī)機(jī)座上，防軸竄裝置底部的法蘭盤(pán)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的法蘭盤(pán)連接固定，將轉(zhuǎn)子提起一定高度值。底部安裝發(fā)運(yùn)托盤(pán)工藝裝備，將轉(zhuǎn)子連同轉(zhuǎn)軸和軸承內(nèi)圈托起。防止運(yùn)輸過(guò)程轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸上下顛簸造成軸承沖擊。

其中防軸竄裝置相較于傳統(tǒng)安裝模式進(jìn)行創(chuàng)新。經(jīng)分析，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子等部件在運(yùn)輸車輛頻繁啟停，所以運(yùn)輸前后方向的沖擊量最大，也極易造成壓痕。所以對(duì)梁式防軸竄裝置的安裝位置進(jìn)行調(diào)整，由原來(lái)橫著安裝更改為豎向安裝，即防軸竄裝置梁的方向與車輛運(yùn)輸方向一致，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)，降低了對(duì)軸承前后沖擊力。將這種方法稱之為“豎裝豎發(fā)”，是我司獨(dú)創(chuàng)的一種優(yōu)化發(fā)運(yùn)方法。

圖2 “豎裝豎發(fā)”方法示意

三、防軸竄結(jié)構(gòu)實(shí)施驗(yàn)證

安裝新型防軸竄工藝裝備的發(fā)電機(jī)實(shí)施效果驗(yàn)證。按照工藝規(guī)程的要求和方法安裝防軸竄工藝裝備。實(shí)物裝配圖如圖3所示。

圖3 新型防軸竄工藝裝備圖

運(yùn)輸?shù)接脩魣?chǎng)地后，拆出軸承裝配和分離軸承，將圓柱滾子軸承的內(nèi)圈和滾珠上的油膜擦拭干凈，檢測(cè)圓柱滾子軸承內(nèi)圈、滾柱等皆光潔無(wú)暇。測(cè)量軸承表面，沒(méi)有大于1μm的壓痕或其它缺陷，滿足客戶質(zhì)量要求的軸承驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（深度≯5μm）。通過(guò)質(zhì)量驗(yàn)收，完成整機(jī)裝配，再進(jìn)行發(fā)電機(jī)試驗(yàn)，噪音檢測(cè)和振動(dòng)值等檢測(cè)結(jié)果均合格。

圖4 拆解驗(yàn)證軸承表面無(wú)壓痕

四、結(jié)論

通過(guò)此次驗(yàn)證，軸承拆解后檢測(cè)合格，新型防軸竄工藝裝備成效顯著，“防軸竄裝置”和“發(fā)運(yùn)托盤(pán)”工藝裝備結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度合理，能夠保證運(yùn)輸過(guò)程對(duì)軸承的防護(hù)達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)比同行業(yè)其他廠家半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承防護(hù)運(yùn)輸方案效果更好。創(chuàng)新性的“豎裝豎發(fā)”方法對(duì)軸承防護(hù)起到顯著提升作用。

總結(jié)得出，新型防軸竄工藝裝備可實(shí)現(xiàn)更有效的軸承防護(hù)，能夠滿足我司大功率發(fā)電機(jī)的軸承的運(yùn)輸防護(hù)?？煽堪踩娱L(zhǎng)使用壽命，降低公司產(chǎn)品質(zhì)量損失。我司新型防軸竄工藝裝備已在申請(qǐng)國(guó)家實(shí)用新型專利。