日本精工株式會社（以下簡稱NSK）開發(fā)出融合了三項對策技術(shù)的“風(fēng)力發(fā)電機主軸用高可靠性調(diào)心滾子軸承*1”，并開始投放全球市場。這三項對策技術(shù)分別是：①采用長壽命材料“Super-TF”；②采用高硬度涂層“DLC涂層”；③開發(fā)實現(xiàn)高承載能力的“新型保持架（ECA型）”。
通常情況下，風(fēng)力發(fā)電機主軸用調(diào)心滾子軸承發(fā)生損壞，大部分情況是由于滾道磨損導(dǎo)致的。因此，減少滾道的磨損，可以顯著提高軸承的耐久性。本產(chǎn)品具有出色的耐磨性，可將滾道磨損量降至標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的 1/10以下。通過減少維護(hù)頻率、縮短交換部件所需的停機時間（停運期），助力風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)定運行。
截至目前，三種對策技術(shù)中的①②技術(shù)已有產(chǎn)品應(yīng)用并實現(xiàn)穩(wěn)定銷售。2024年6月，NSK開發(fā)了應(yīng)用對策技術(shù)③的新產(chǎn)品，目前已確定被北美的風(fēng)力發(fā)電公司采用。另外，也完成了同時應(yīng)用三種對策技術(shù)產(chǎn)品的銷售體制。
未來，NSK將結(jié)合本產(chǎn)品與狀態(tài)監(jiān)測解決方案，向客戶提供更有競爭力的技術(shù)方案，拓展面向風(fēng)力發(fā)電機維修市場的業(yè)務(wù)。在“MTP 2026中期經(jīng)營計劃”中，NSK設(shè)定的目標(biāo)是售后市場業(yè)務(wù)的銷售額相比與2021年提升250億日元。
新開發(fā)的“實現(xiàn)高承載能力的新型保持架”與現(xiàn)有的兩項對策技術(shù)相結(jié)合。NSK首次同時采用三種對策技術(shù)的產(chǎn)品。
通過采用三種對策技術(shù)，減少了風(fēng)力發(fā)電機主軸用調(diào)心滾子軸承滾道磨損（磨損量減少到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的1/10以下），大大提高了軸承的耐久性。
開發(fā)背景
當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機上的某個部件發(fā)生故障時，不僅會產(chǎn)生昂貴的維修費用，還會造成長期停機。這主要是由于風(fēng)力發(fā)電機安裝在山上或海上等特殊環(huán)境中，更換零部件的工作周期長。此外，大型起重機等用于更換零部件的設(shè)備采購交貨周期長也是主要原因。并且，大型零部件多是按訂單生產(chǎn)，采購交貨周期長，尤其是主軸或軸承等尺寸較大的搭載零件，一旦發(fā)生損傷，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，可能會導(dǎo)致長達(dá)約1年的停機時間*2。因此，風(fēng)力發(fā)電機主軸軸承市場迫切需要高可靠性、能夠防止早期損壞*3的產(chǎn)品。
風(fēng)力發(fā)電機主軸用軸承主要用于支撐葉片的重量和風(fēng)力引起的波動載荷，因此常選用具有高承載能力和高調(diào)心性*4的調(diào)心滾子軸承。調(diào)心滾子軸承出現(xiàn)早期損壞的主要原因是軸承滾道的磨損，主要是由于在惡劣的工作條件下，軸承承受比預(yù)期更嚴(yán)苛的重載荷時，滾子和內(nèi)外圈之間形成的油膜不足造成的。為了達(dá)到市場要求的高可靠性，必須提高滾道的耐磨性。
產(chǎn)品特點和效果
產(chǎn)品特點：耐磨性的提高
軸承滾道的磨損量減少到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的1/10以下。滾道磨損是風(fēng)力發(fā)電機主軸用調(diào)心滾子軸承的主要損壞形式，該產(chǎn)品減少了滾道磨損，顯著提高了軸承的耐久性。
產(chǎn)品效果
本產(chǎn)品可減少風(fēng)力發(fā)電機的維護(hù)頻率及縮短更換部件而造成的停機時間，從而有助于穩(wěn)定運行。
產(chǎn)品技術(shù)
NSK利用核心技術(shù)（材料技術(shù)、摩擦學(xué)技術(shù)和解析技術(shù)）開發(fā)了三項對策技術(shù)，提高了滾道的耐磨性。本次將新開發(fā)的對策技術(shù)③與現(xiàn)有的對策技術(shù)①②進(jìn)行結(jié)合，這在NSK尚屬首次。
對策技術(shù)①：采用長壽命材料“Super-TF”（NSK核心技術(shù)：材料技術(shù)）
Super-TF是NSK自主開發(fā)的長壽命材料，通過微細(xì)碳化物在材料中均勻分布來提高表面強度。本產(chǎn)品的內(nèi)外圈使用“Super-TF”材料，提高了軸承滾道的耐磨性。
對策技術(shù)②：采用高硬度DLC*5涂層（NSK核心技術(shù)：摩擦學(xué)技術(shù)）
DLC涂層是主要成分為金剛石和石墨結(jié)合結(jié)構(gòu)的碳物質(zhì)制成的薄膜的總稱。使用高硬度的DLC涂層并將其應(yīng)用于本產(chǎn)品的滾子，可防止?jié)L子表面特性劣化。因此，與滾子接觸的軸承滾道的耐磨性得到了提升。
對策技術(shù)③：開發(fā)實現(xiàn)高承載能力的新型保持架（ECA型*6）（NSK核心技術(shù)：解析技術(shù)）
本產(chǎn)品通過采用新開發(fā)的無引導(dǎo)輪的保持器，實現(xiàn)了滾子尺寸的增大及滾子數(shù)量的增加。通過優(yōu)化這些內(nèi)部設(shè)計，提高了軸承的承載能力，并改善了滾道的耐磨性。
*1 調(diào)心滾子軸承：在雙滾道的內(nèi)圈和球面滾道的外圈之間，裝有鼓形滾子的軸承。
*2 資料來源 ：德勤咨詢《2017年關(guān)于電力設(shè)施等安全法規(guī)合理化研究相關(guān)的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)查最終報告》。
*3 早期損壞：早于客戶逾期的損壞。
*4 調(diào)心性：能夠承受大范圍的安裝誤差，在軸或座孔出現(xiàn)撓曲等情況時自動進(jìn)行調(diào)整的性質(zhì)。
*5 DLC：Diamond-Like Carbon簡稱。
*6 ECA型：保持架形狀類型的一種，指取消引導(dǎo)輪的保持架。
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（來源：NSK）
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