Page 66 - 理化检验-物理分册2023年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301015

风电偏航双列球轴承外圈断裂的原因

仵永刚 1-4

( 1. 洛阳 LYC轴承有限公司, 洛阳 471039 ; 2. 航空精密轴承国家重点实验室, 洛阳 471039 ;

3. 河南省高端轴承产业研究院, 洛阳 471039 ; 4. 河南省轴承技术创新中心, 洛阳 471039 )
摘 要: 某型风电偏航双列球轴承外圈在服役过程中发生断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、
金相检验、 力学性能测试、 扫描电镜及能谱分析等方法, 分析了该轴承外圈断裂的原因。结果表明:
轴承外圈断裂源部位存在应力集中, 接触表面有摩擦塑性变形损伤, 腐蚀部位产生疲劳裂纹并逐步
扩展, 最终导致轴承外圈发生断裂。
关键词: 风电偏航轴承; 疲劳断裂; 应力集中; 摩擦损伤; 腐蚀

中图分类号: TB31 ; TH133.33+1 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0054-03

Causeofouterrin g fractureof y awdoublerowballbearin g inwind- p ower

WUYon gg an g 1-4

( 1.Luo y an gLYCBearin gCo. , Ltd. , Luo y an g 471039 , China ;

2.StateKe yLaborator y ofAviationPrecisionBearin g s , Luo y an g 471039 , China ;

3.HenanHi g h-endBearin g Industr yResearchInstitute , Luo y an g 471039 , China ;

4.HenanTechnolo gy InnovationCenterofBearin g , Luo y an g 471039 , China )

Abstract : Theouterrin g ofacertaint yp eof y awdoublerowballbearin g inwind- p owerwasfractureddurin g

service.Thefracturereasonofthebearin g outerrin gwasanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemical

com p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , mechanicalp ro p ert ytest , scannin gelectron microsco p eand

ener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthestressconcentrationexistedatthefracturesourceofthebearin g

outerrin g , thefriction p lasticdeformationdama g eexistedonthecontactsurface , andthefati g uecracksoccurredat

thecorrosionp artand g raduall y ex p anded , finall y ledtothefractureofthebearin g outerrin g .

Ke y words : wind- p ower y awbearin g ; fati g uefracture ; stressconcentration ; frictiondama g e ; corrosion
偏航轴承是偏航系统中的重要部件, 位于机舱
1 理化检验
的底部, 承载着风力发电机主传动系统的全部质量,
并传递气动推力到塔架, 可以准确、 适时地调整风力 1.1 宏观观察
发电机的迎风角度。偏航轴承是风力发电机及时追 断裂轴承外圈的宏观形貌如图1所示, 发现轴
踪风力变化的保证 [ 1 ] 。风力发电机组偏航变桨轴承 承外圈出现贯穿断裂或局部断裂, 并且轴承套圈断
一般采用单排或双排四点接触球转盘轴承, 承受着 裂位置非常一致, 均位于外圈装球缺口部位。

较大的轴向力、 径向力以及倾覆力矩的共同作用 [ 2 ] 。 断裂轴承外圈断口处的宏观形貌如图2所示,
某型双排四点接触球风电偏航轴承在服役期间 可见断口整体由4个独立断口组成, 各独立断口断
出现多起轴承外圈断裂情况, 笔者对其进行一系列 裂源均分布在装球缺口与锥销孔交接的尖角附近,
理化检验与分析, 查明了该轴承的断裂原因, 以避免 各断口可见弧线状疲劳辉纹, 呈疲劳断裂扩展形貌。
该类问题再次发生。 1.2 化学成分分析
采用直读光谱仪对断裂轴承进行化学成分分
收稿日期: 2022-04-11 析, 结果如表1所示, 可见断裂轴承的化学成分符合
作者简介: 仵永刚( 1980- ), 男, 高级工程师, 主要从事轴承制
GB / T29717 — 2013 《 滚动轴承 风力发电机组偏航、
造、 质量控制及检测、 轴承失效分析等工作, matin329@163.com
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