近年來風(fēng)電軸承技術(shù)不斷突破

風(fēng)電軸承被業(yè)界認(rèn)為是國產(chǎn)化難度較大的兩個部分之一，另一項(xiàng)為風(fēng)電控制系統(tǒng)。近年來，我國風(fēng)電軸承產(chǎn)業(yè)逐漸形成了規(guī)模化、系列化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，完成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)。

■■高端軸承已成

風(fēng)電設(shè)備制造軟肋

盡管，我國裝備制造業(yè)快速發(fā)展，但為重大裝備配套的高端軸承卻大部分依賴進(jìn)口。此外，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承、深井鉆機(jī)轉(zhuǎn)臺軸承、海上鉆井平臺系列軸承等能源裝備高端軸承也都是國內(nèi)企業(yè)的軟肋。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，作為風(fēng)機(jī)的重要配套設(shè)備之一，風(fēng)電軸承的受力和振動情況復(fù)雜，必須承受巨大的沖擊負(fù)荷，并且偏航、變槳軸承安裝成本較大，同時還需達(dá)到與主機(jī)一樣至少20年的壽命。由于風(fēng)電設(shè)備的惡劣工況和長壽命高可靠性的使用要求,使得風(fēng)電軸承具有較高的技術(shù)復(fù)雜度,是公認(rèn)的國產(chǎn)化難度較大的兩大部分(軸承和控制系統(tǒng))之一。

國內(nèi)風(fēng)電軸承在很長的一個階段里依靠國外進(jìn)口，價格昂貴，加大了每千瓦風(fēng)電設(shè)備造價，也制約了風(fēng)電成本的下降。據(jù)專家透露，風(fēng)電軸承中,偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門檻相對較低,而主軸軸承和增速器軸承的技術(shù)含量較高,發(fā)電機(jī)軸承基本上為技術(shù)成熟的通用產(chǎn)品。目前，國內(nèi)風(fēng)電軸承企業(yè)的產(chǎn)能主要集中在偏航軸承和變漿軸承上,且以3兆瓦以下風(fēng)電設(shè)備配套軸承為主，對于主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進(jìn)口,只有個別國內(nèi)企業(yè)初步涉足。

■■低速風(fēng)電領(lǐng)域

對風(fēng)電機(jī)組提出新要求

風(fēng)電機(jī)組好不好，軸承是核心因素。在傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組中，軸承扮演著“關(guān)鍵先生”的角色。由于風(fēng)電機(jī)組安裝于高空，維護(hù)成本高，同時所處的工作環(huán)境較為惡劣，易受沙塵、水霧、冰凍等污染侵害，這就要求其中的配套軸承需要具備高剛性和高可靠性，以滿足其20年使用壽命要求。

低速風(fēng)電領(lǐng)域?qū)S承的考驗(yàn)更為嚴(yán)苛。近年來，我國大力發(fā)展清潔陸上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，并向中東南部等用電負(fù)荷中心轉(zhuǎn)移，而由于當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速低、風(fēng)速風(fēng)向變化快等特點(diǎn)，對風(fēng)電機(jī)組提出了新的要求。

我國中南部地區(qū)屬典型低風(fēng)速地區(qū)，位于電力負(fù)荷中心，電網(wǎng)接入條件好，但平均風(fēng)速低，風(fēng)速風(fēng)向變化快，具有能量密度低、湍流強(qiáng)度高的特征，這就要求風(fēng)電機(jī)組能量捕獲能力，特別是要能承受隨機(jī)性的交變氣動沖擊，需要針對性地研發(fā)低速風(fēng)電機(jī)組及其配套軸承，而國際上并無先例，自主創(chuàng)新難度極大。

■■自主創(chuàng)新助力

國家綠色低碳發(fā)展

困難重重，但并未阻擋國內(nèi)軸承企業(yè)在探索中前行。作為國內(nèi)首家開展風(fēng)電配套軸承研發(fā)的企業(yè)，洛陽LYC軸承有限公司（以下簡稱“洛軸”）歷經(jīng)60余年的建設(shè)與發(fā)展，已成為中國軸承行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大、配套服務(wù)能力強(qiáng)的綜合性軸承制造企業(yè)之一，至今仍保持著軸承生產(chǎn)精度等級較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸較大等多項(xiàng)中國軸承行業(yè)紀(jì)錄。

據(jù)洛軸公司市場部負(fù)責(zé)人張文斌介紹，洛軸于1997年元月成功研制了國內(nèi)首套國產(chǎn)化風(fēng)機(jī)偏航軸承，目前在風(fēng)場已無憂運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)20多年以上，成為中國軸承行業(yè)在該領(lǐng)域早具備配套資格的企業(yè)。2007年，洛軸主持起草了國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——JB/T10705-2007《滾動軸承風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承》，2012年又主持編寫了風(fēng)機(jī)軸承國家標(biāo)準(zhǔn)——GB/T29717-2013《滾動軸承風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航、變槳軸承》、GB/T29718-2013《滾動軸承風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承》。

此外，洛陽LYC軸承有限公司作為主要參與單位之一的《高效低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和大規(guī)模工程應(yīng)用》項(xiàng)目榮獲“2018年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎”，為國內(nèi)軸承行業(yè)為數(shù)不過獲得此次國家獎勵的項(xiàng)目。

中國工程院院士盧秉恒認(rèn)為，高端軸承研發(fā)涉及材料、油脂及潤滑、制造、設(shè)計(jì)、軸承制造裝備、檢測與試驗(yàn)等一系列技術(shù)難題，還涉及接觸力學(xué)、潤滑理論、摩擦學(xué)、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科。必須在產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、技術(shù)發(fā)展規(guī)劃等方面作出重點(diǎn)布局，解決裝備制造業(yè)中高端軸承發(fā)展滯后的問題。