风电齿轮箱轴承应用浅析

风电齿轮箱是整个风机中非常重要的部件，由于常年受到变载荷及强阵风的冲击，

因此在设计、制造、维护上有别于普通齿轮箱。而且随着风机设计功率的不断提升，风电

齿轮箱在满足传递载荷的前提下，体积必须要尽可能小，重量必小。

　　风电齿轮箱是整个风机中非常重要的部件，由于常年受到变载荷及强阵风的冲击，

因此在设计、制造、维护上有别于普通齿轮箱。而且随着风机设计功率的不断提升，风电

齿轮箱在满足传递载荷的前提下，体积必须要尽可能小，重量必须要尽可能轻，使用寿

命却依然要达到

20 年以上。而国内外的应用实践表明，在风电齿轮箱的所有零部件里，

轴承是最薄弱的环节之一。因此，对轴承进行必要的应用分析是保证齿轮箱可靠性的重

要手段。本文将以最常见的风电齿轮箱设计形式为例，具体介绍如何通过对轴承的应用

分析，来帮助提高风电齿轮箱的可靠性，达到减少停机时间，提高风电齿轮箱可靠性的

目的。

　　一风电齿轮箱轴承润滑分析

　　众所周知，风电齿轮箱输入轴的转速一般在

10-20 转/分钟，由于转速比较低，导致

输入轴轴承也就是行星架支撑轴承的油膜形成往往比较难。油膜的作用是在轴承运转时

分开两个金属接触面，避免金属与金属直接发生接触。我们可以引入一个参数

λ 来表征

轴承的润滑效果（

λ 定义为油膜厚度与两接触表面粗糙度之和的比值）。如果 λ 大于 1，

说明油膜的厚度足够分开两个金属表面，润滑效果良好；而如果

λ 小于 1，则说明油膜

的厚度不足以完全分开两个金属表面，润滑效果不理想。在润滑不良的情况下运转，轴

承有可能会发生如图一所示的损伤。由于风电齿轮箱一般都采用

ISOVG320 粘度的循环

润滑油，因此如果发现

λ 小于 1，我们一般只能通过降低轴承滚道及滚子的粗糙度来改

善润滑效果。另外，在齿轮箱设计时，行星架支撑轴承要尽量避免一端轴承的尺寸太小，

在实际的应用分析中我们发现即使寿命满足条件，这种设计也会导致小轴承的线速度非

常低，油膜更加无法形成。