隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源緊張和環(huán)境問題凸顯，很多國家加大了對環(huán)保新能源的開發(fā)利用力度，風(fēng)能作為一種能源儲量豐富和具有廣闊市場前景的綠色新能源，越來越受到世界的重視。通過對滑動軸承和滾動軸承的特點分析，將滑動軸承運用到風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中，通過風(fēng)電齒輪箱安裝滑動軸承后對實際運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，說明在風(fēng)電齒輪箱中運用滑動軸承有非常大的優(yōu)勢。

一、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱工作原理

1、什么是風(fēng)力發(fā)電齒輪箱

風(fēng)力發(fā)電機組由葉片、增速齒輪箱、風(fēng)葉控制系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、發(fā)電機、塔架等組成。其中增速齒輪箱作為其傳動系統(tǒng)起到動力傳輸?shù)淖饔茫谷~片的轉(zhuǎn)速通過增速齒輪箱增速，使其轉(zhuǎn)速達到發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速

以供發(fā)電機能正常發(fā)電。因此增速齒輪箱設(shè)計及制造相當關(guān)鍵。同時風(fēng)力發(fā)電機組增速齒輪箱由于其使用條件的限制，要求體積小，重量輕，性能優(yōu)良，運行可靠，故障率低。

2、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱工作原理

根據(jù)機組的總體布置要求，有時將與風(fēng)輪輪轂直接相連的傳動軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用脹緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機組的制動能力，常常在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置，配合葉尖制動（定槳距風(fēng)輪）或變槳距制動裝置共同對機組傳動系統(tǒng)進行聯(lián)合制動。

二、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱為什么要選擇滑動軸承

1、認識滑動軸承

滑動軸承，在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料?；瑒虞S承應(yīng)用場合一般在高速輕載工況條件下。

（1）非金屬滑動軸承

非金屬滑動軸承主要以塑料軸承為主，塑料軸承一般都是采用性能比較好的工程塑料制成；比較專業(yè)的廠家一般均具有工程塑料自潤滑改性技術(shù)，通過纖維、特種潤滑劑、玻璃珠等等對工程塑料進行自潤滑增強改性使之達到一定的性能，然后再用改性塑料通過注塑加工成自潤滑的塑料軸承。

（2）金屬滑動軸承

金屬滑動軸承在二十一世紀初使用最多的就是三層復(fù)合軸承，這種軸承一般都是以碳鋼板為基板，通過燒結(jié)技術(shù)在鋼板上先燒結(jié)一層球形銅粉，然后再在銅粉層上燒結(jié)一層約0.03mm的PTFE潤滑劑；其中中間一層球形銅粉主要作用就是增強鋼板與PTFE之間的結(jié)合強度，當然在工作時還起到一定的承載和潤滑作用。

滾動軸承存在著使用壽命有限、體積大的缺點，所以不能更好地滿足風(fēng)電齒輪箱的要求，而滑動軸承具有以下特點：

1）只要潤滑充分，滑動軸承的壽命可以達到無限壽命。

2）徑向滑動軸承徑向尺寸小，能夠減小軸承所占的空間。

3）由于滑動軸承與軸之間為潤滑油膜，能承受沖擊和振動載荷，因此，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。

4）相對滾動軸承來講，產(chǎn)品成本低，制造周期短。

5）結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。

2、風(fēng)電增速齒輪箱選擇滑動軸承原因

風(fēng)電增速齒輪箱選擇軸承要求

（1）很低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足發(fā)電機所需的轉(zhuǎn)速。

（2）要求可靠性高、體積小，重量輕

（3）軸承故質(zhì)量要好，減少更換次數(shù)

風(fēng)電齒輪箱要求可靠性高、運轉(zhuǎn)時間長（20~25年）、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、體積小和質(zhì)量輕，同時使用壽命期內(nèi)不能更換（因為更換費用太高，更換費用比1臺齒輪箱價值還高）。

而滑動軸承工作時發(fā)生的是滑動摩擦；滑動摩擦力的大小主要取決于制造精度；而滑動軸承摩擦力的大小主要取決于軸承滑動面的材料?；瑒虞S承一般工作面均具有自潤滑功能；滑動軸承按照材料分為非金屬滑動軸承和金屬滑動軸承。

所以風(fēng)電齒輪箱采用滑動軸承，可以使齒輪箱使用壽命提高，增加齒輪箱的可靠性，同時減小齒輪箱體積、降低齒輪箱質(zhì)量，使齒輪箱更好地滿足風(fēng)力發(fā)電機組的要求。風(fēng)力發(fā)電機組中的齒輪箱是一個重要的機械部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

滑動軸承在工作時由于軸頸與軸瓦的接觸會產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致表面發(fā)熱、磨損甚而“咬死”，所以在設(shè)計軸承時，應(yīng)選用減摩性好的滑動軸承材料制造軸瓦，合適的潤滑劑并采用合適的供應(yīng)方法，改善軸承的結(jié)構(gòu)以獲得厚膜潤滑等。漆銹的特點是在一個密封式電機，一開始電機聽起來不錯，但在一段時間的倉庫，電動機變得非常不正常的聲音，除去軸承嚴重生銹。許多制造商將被視為前軸承的問題，主要的問題是，出的絕緣漆揮發(fā)酸在一定的溫度，濕度金屬的腐蝕與防護，腐蝕性物質(zhì)的形成，渠道滑動軸承造成腐蝕損壞。

三、風(fēng)電齒輪箱安裝滑動軸承后實際運行情況

1、滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱中應(yīng)運實況

（1）滑動軸承極大地減小了軸承的尺寸，同時降低了軸承座的尺寸，使齒輪箱的直徑縮小，減小了齒輪箱的體積，降低了齒輪箱的質(zhì)量，使齒輪箱更加適合風(fēng)力發(fā)電機組

（2）風(fēng)電齒輪箱中使用的滑動軸承。應(yīng)用滑動軸承的風(fēng)電齒輪箱在測試臺測試。齒輪箱在全功率測試中，齒輪箱達到熱平衡時滑動軸承溫升10~15℃，滑動軸承溫度小于60℃。

（3）安裝滑動軸承的風(fēng)電齒輪箱已運行了5年，齒輪箱運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，運行期間滑動軸承溫度小于60℃，很好的滿足風(fēng)力發(fā)電機組的運行。通過測試臺滿功率實驗和在風(fēng)場長時間的實際運行顯示，滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱中的應(yīng)用，提高了齒輪箱的運行可靠性，降低了齒輪箱的尺寸和質(zhì)量，使齒輪箱更加適合風(fēng)力發(fā)電機組。

2、滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱遇到問題

（1）安裝位置地理環(huán)境影響，維修困難

（2）實際工況溫差影響大

（3）自然條件的影響，有特殊氣象狀況突發(fā)，機組易發(fā)生故障

3、滑動軸承在風(fēng)電齒輪箱問題解決方案

（1）對構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；

（2）應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動和沖擊；

（3）保證充分的潤滑條件

（4）對冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點，對運轉(zhuǎn)和潤滑狀態(tài)進行遙控。

（5）加強對齒輪箱的研究，重視對其進行維護保養(yǎng)的工作

不同形式的風(fēng)力發(fā)電機組有不一樣的要求，齒輪箱的布置形式以及結(jié)構(gòu)也因此而異。在風(fēng)電界水平軸風(fēng)力發(fā)電機組用固定平行軸齒輪傳動和行星齒輪傳動最為常見。

目前風(fēng)力發(fā)電齒輪箱多選用滾動軸承，但隨著風(fēng)力發(fā)電機組的功率不斷加大，齒輪箱的體積和質(zhì)量不斷增加，采用滑動軸承形式的風(fēng)電齒輪箱將會顯示出更大的優(yōu)勢。