近年来，全球新兴市场的风电发展迅速。在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国风电设备制造业迅速崛起，风电设备的市场需求增势迅猛，其中也带动了风电机组轴承的发展。
轴承属于风电机组的核心零部件。风电轴承的范围涉及从叶片、主轴和偏航所用的轴承、到齿轮箱和发电机中所用的高速轴承。一起了解下风电轴承的那些事吧！
风电轴承的主要特点
1、使用环境恶劣；
2、高维修成本；
3、要求高寿命；
风电轴承的分类
风力发电机用轴承主要包括：偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、变速箱轴承、发电机轴承。即：变桨轴承、偏航轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。
发电机轴承
轴承类型：深沟球轴承、角接触轴承等。
工况特点：高转速（1000-1500rpm）、高温（90-120℃）重载。
对润滑脂的要求：优异的剪切安定性、良好的氧化安定性、良好的抗魔性能、优异的低温启动性能等。
主轴轴承
轴承类型：圆锥滚子轴承、球面轴承等。
工况特点：低转速（＜25rpm）、宽温、重载且变化大、振动、高湿度。
对润滑脂的要求：优异的抗磨性能、良好的氧化安定性、优异的低温启动性能、良好的抗水淋性等。
变桨/偏航轴承
轴承类型：四点接触球轴承等。
工况特点：停多于转、宽温、重载、振动、高湿度。
对润滑脂的要求：优异的防腐和抗微动磨损性能、优异的低温启动性能、良好的抗水淋性、良好的氧化安定性等。
每台风力发电机设备用偏航轴承（回转支承）1套，变桨轴承（回转支承）3套(部分兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承)，发电机轴承（深沟球轴承、圆柱滚子轴承）3套主轴轴承（调心滚子轴承）2套，共计9套。
此外还有变速箱轴承，而变速箱有三种结构形式，第一种形式需装用轴承15套，第二种形式需装用轴承18套，第三种形式需装用轴承23套。这样，风力发电机组轴承数量平均值为27套。
风力发电机用轴承的结构形式主要有四点接触球轴承、交叉滚子轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、深沟球轴承等。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部，变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位。
风电轴承的承载区分析
在运转轴承的滚子中一般只有一部分同时承受载荷，而这部分滚子所在的区域我们称之为轴承的承载区。轴承承受的载荷大小，运行游隙的大小都会对承载区产生影响。如果承载区范围太小，滚子在实际的运转中则容易发生打滑现象。
对于风电齿轮箱而言，如果主轴的设计采用双轴承支撑的方案，那么理论上只有扭矩传递到齿轮箱。在这种情况下，经过简单的受力分析，我们不难发现行星架支撑轴承承受的载荷是比较小的，因此轴承的承载区往往也比较小，滚子容易发生打滑。在风电齿轮箱设计中行星架支撑轴承一般采用两个单列圆锥轴承或者两个满滚子圆柱轴承的方案。
我们可以通过适当预紧圆锥滚子轴承或者减小圆柱滚子轴承游隙的方法来提高承载区。
风电轴承的润滑分析
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，轴承有可能会发生损伤。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。
