日本精工株式會(huì )社（以下簡(jiǎn)稱(chēng)NSK）開(kāi)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心滾子軸承*1”，并開(kāi)始投放全球市場(chǎng)。這三項對策技術(shù)分別是：①采用長(cháng)壽命材料“Super-TF”；②采用高硬度涂層“DLC涂層”；③開(kāi)發(fā)實(shí)現高承載能力的“新型保持架（ECA型）”。
通常情況下，風(fēng)力發(fā)電機主軸用調心滾子軸承發(fā)生損壞，大部分情況是由于滾道磨損導致的。因此，減少滾道的磨損，可以顯著(zhù)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準產(chǎn)品的 1/10以下。通過(guò)減少維護頻率、縮短交換部件所需的停機時(shí)間（停運期），助力風(fēng)力發(fā)電機穩定運行。
截至目前，三種對策技術(shù)中的①②技術(shù)已有產(chǎn)品應用并實(shí)現穩定銷(xiāo)售。2024年6月，NSK開(kāi)發(fā)了應用對策技術(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(shí)應用三種對策技術(shù)產(chǎn)品的銷(xiāo)售體制。
未來(lái)，NSK將結合本產(chǎn)品與狀態(tài)監測解決方案，向客戶(hù)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(chǎng)的業(yè)務(wù)。在“MTP 2026中期經(jīng)營(yíng)計劃”中，NSK設定的目標是售后市場(chǎng)業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售額相比與2021年提升250億日元。
新開(kāi)發(fā)的“實(shí)現高承載能力的新型保持架”與現有的兩項對策技術(shù)相結合。NSK首次同時(shí)采用三種對策技術(shù)的產(chǎn)品。
通過(guò)采用三種對策技術(shù)，減少了風(fēng)力發(fā)電機主軸用調心滾子軸承滾道磨損（磨損量減少到標準產(chǎn)品的1/10以下），大大提高了軸承的耐久性。
開(kāi)發(fā)背景
當風(fēng)力發(fā)電機上的某個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，不僅會(huì )產(chǎn)生昂貴的維修費用，還會(huì )造成長(cháng)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(cháng)。此外，大型起重機等用于更換零部件的設備采購交貨周期長(cháng)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(cháng)，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，根據相關(guān)數據顯示，可能會(huì )導致長(cháng)達約1年的停機時(shí)間*2。因此，風(fēng)力發(fā)電機主軸軸承市場(chǎng)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(dòng)載荷，因此常選用具有高承載能力和高調心性*4的調心滾子軸承。調心滾子軸承出現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，軸承承受比預期更嚴苛的重載荷時(shí)，滾子和內外圈之間形成的油膜不足造成的。為了達到市場(chǎng)要求的高可靠性，必須提高滾道的耐磨性。
產(chǎn)品特點(diǎn)和效果
產(chǎn)品特點(diǎn)：耐磨性的提高
軸承滾道的磨損量減少到標準產(chǎn)品的1/10以下。滾道磨損是風(fēng)力發(fā)電機主軸用調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(zhù)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)電機的維護頻率及縮短更換部件而造成的停機時(shí)間，從而有助于穩定運行。
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(kāi)發(fā)了三項對策技術(shù)，提高了滾道的耐磨性。本次將新開(kāi)發(fā)的對策技術(shù)③與現有的對策技術(shù)①②進(jìn)行結合，這在NSK尚屬首次。
對策技術(shù)①：采用長(cháng)壽命材料“Super-TF”（NSK核心技術(shù)：材料技術(shù)）
Super-TF是NSK自主開(kāi)發(fā)的長(cháng)壽命材料，通過(guò)微細碳化物在材料中均勻分布來(lái)提高表面強度。本產(chǎn)品的內外圈使用“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合結構的碳物質(zhì)制成的薄膜的總稱(chēng)。使用高硬度的DLC涂層并將其應用于本產(chǎn)品的滾子，可防止滾子表面特性劣化。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(kāi)發(fā)實(shí)現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(guò)采用新開(kāi)發(fā)的無(wú)引導輪的保持器，實(shí)現了滾子尺寸的增大及滾子數量的增加。通過(guò)優(yōu)化這些內部設計，提高了軸承的承載能力，并改善了滾道的耐磨性。
*1 調心滾子軸承：在雙滾道的內圈和球面滾道的外圈之間，裝有鼓形滾子的軸承。
*2 資料來(lái)源 ：德勤咨詢(xún)《2017年關(guān)于電力設施等安全法規合理化研究相關(guān)的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的結構調查最終報告》。
*3 早期損壞：早于客戶(hù)逾期的損壞。
*4 調心性：能夠承受大范圍的安裝誤差，在軸或座孔出現撓曲等情況時(shí)自動(dòng)進(jìn)行調整的性質(zhì)。
*5 DLC：Diamond-Like Carbon簡(jiǎn)稱(chēng)。
*6 ECA型：保持架形狀類(lèi)型的一種，指取消引導輪的保持架。
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（來(lái)源：NSK）
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