大功率风电齿轮箱滑动轴承基于公差配合的润滑间隙设计

罗远; 李胜波; 周引春; 袁翔飞; 杭羽磊; 萨维·列奥尼德; 陈照波

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.009

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

大功率风电齿轮箱滑动轴承基于公差配合的润滑间隙设计

设计计算 | 更新时间：2025-05-15

- 大功率风电齿轮箱滑动轴承基于公差配合的润滑间隙设计
- Tolerance fit based lubrication clearance design for sliding bearings in high power wind turbine gearboxes
- 机械传动 2025年49卷第5期页码：58-64
- 作者机构：
  
  1.厦门理工学院机械与汽车工程学院，厦门 361024
  2.双飞无油轴承集团股份有限公司，嘉兴 314100
  3.哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨 150001
- 作者简介：
  
  罗远，女，1999年生，浙江宁波人，硕士研究生；主要研究方向为流体动力润滑理论；839730024@qq.com。
  李胜波（通信作者），男，1979年生，黑龙江绥化人，博士，教授；主要研究方向为转子动力振动、测试与分析、阻尼减振技术、流体动力润滑；hit4057@xmut.edu.cn。
- 基金信息：
  
  厦门市自然科学基金（面上）项目(3502Z202373067);福建省科技计划对外合作项目(2024I0044)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.009
  中图分类号： TH133.3
- 收稿日期：2024-01-08，
  
  纸质出版日期：2025-05-15
- 稿件说明：
移动端阅览
罗远，李胜波，周引春，等. 大功率风电齿轮箱滑动轴承基于公差配合的润滑间隙设计［J］. 机械传动，2025，49（5）：58-64.

LUO Yuan，LI Shengbo，ZHOU Yinchun，et al. Tolerance fit based lubrication clearance design for sliding bearings in high power wind turbine gearboxes［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（5）：58-64.
罗远，李胜波，周引春，等. 大功率风电齿轮箱滑动轴承基于公差配合的润滑间隙设计［J］. 机械传动，2025，49（5）：58-64. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.009.

LUO Yuan，LI Shengbo，ZHOU Yinchun，et al. Tolerance fit based lubrication clearance design for sliding bearings in high power wind turbine gearboxes［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（5）：58-64. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.009.

摘要

目的

合理设计在大功率风电齿轮箱中广泛应用的滑动轴承尤为关键。轴承半径间隙直接影响着润滑、载荷分布、摩擦及振动等性能。优化间隙设计既能确保正常运行，又能提升效率，延长寿命。以某大功率风电齿轮箱滑动轴承为例，提出了一种基于公差配合，同时计及粗糙度、修形与热变形的润滑间隙设计方法。

方法

分别对齿轮-轴套、轴套-轴的配合进行设计计算，并在等效试验机上进行了极限工况试验验证。

结果

结果表明，该方法可以实现大功率风电齿轮箱滑动轴承间隙的合理配置，以此验证了该方法的准确性。

Abstract

Objective

Rational design of sliding bearings widely employed in high-power wind turbine gearboxes is of critical importance. The bearing radial clearance directly governs lubrication regime

load distribution

friction loss

and vibration behavior. Optimizing clearance design not only ensures reliable operation but also enhances energy efficiency and prolongs service life under dynamic loading and harsh environmental conditions. Taking a sliding bearing in a high-power wind turbine gearbox as an example

a lubrication clearance design method is proposed that integrates tolerance fit specifications while accounting for surface roughness

geometric modifications

and thermal deformation effects.

Methods

Design calculations were independently conducted for the gear-bushing and bushing-shaft fits

and validation was performed through extreme-condition testing on an equivalent test rig under simulated operational loads and environmental constraints.

Results

The results demonstrate that this method enables a reasonable configuration of the sliding bearing clearance

validating its correctness.

关键词

Keywords

references

姚钢，杨浩猛，周荔丹，等 . 大容量海上风电机组发展现状及关键技术［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 21 ）： 33 - 47 .

YAO Gang ， YANG Haomeng ， ZHOU Lidan ， et al . Development status and key technologies of large-capacity offshore wind turbines ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 21 ）： 33 - 47 .

朱才朝，周少华，张亚宾，等 . 滑动轴承在风电齿轮箱中的应用现状与发展趋势［J］. 风能， 2021 （ 9 ）： 38 - 42 .

ZHU Caichao ， ZHOU Shaohua ， ZHANG Yabin ， et al . Application status and development trend of sliding bearings in wind power gearboxes ［J］. Wind Energy ， 2021 （ 9 ）： 38 - 42 .

陈奇，张凯，朱杰，等 . 风电滑动轴承设计与性能检测技术发展现状［J］. 轴承， 2023 （ 6 ）： 14 - 19 .

CHEN Qi ， ZHANG Kai ， ZHU Jie ， et al . Development status of design and performance testing technology for wind turbine sliding bearings ［J］. Bearing ， 2023 （ 6 ）： 14 - 19 .

PLOGMANN M ， MARSOLLEK P . Hydrodynamic plain bearings in planetary gearboxes of wind power plants：aspects of material choice and design ［C］// Conference Proceedings for Wind Power Drives 2017：Tagungsband zur Konferenz . BoD-Books on Demand ， 2017 ： 311 - 315 .

张钟文 . 齿轮箱滑动轴承损坏原因及解决措施［J］. 机电工程技术， 2021 ， 50 （ 8 ）： 284 - 285 .

ZHANG Zhongwen . Damage causes and solutions of sliding bearing of gearbox ［J］. Mechanical & Electrical Engineering Technology ， 2021 ， 50 （ 8 ）： 284 - 285 .

陈坤旭，王东强，董学武，等 . 滑动轴承半径间隙对转子系统振动特性影响研究［J］. 机床与液压， 2022 ， 50 （ 14 ）： 131 - 135 .

CHEN Kunxu ， WANG Dongqiang ， DONG Xuewu ， et al . Study on the influence of sliding bearing radial clearance on the rotor system vibration characteristics ［J］. Machine Tool & Hydraulics ， 2022 ， 50 （ 14 ）： 131 - 135 .

戴建华，陈炜巍，江吉彬，等 . 混合动力变速箱齿轮的修形与仿真研究［J］. 机械传动， 2023 ， 47 （ 11 ）： 101 - 107 .

DAI Jianhua ， CHEN Weiwei ， JIANG Jibin ， et al . Research on gear modification and simulation of hybrid transmission ［J］. Journal of Mechanical Transmission ， 2023 ， 47 （ 11 ）： 101 - 107 .

李建华，毛文贵，冯丹，等 . 多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型［J］. 润滑与密封， 2023 ， 48 （ 10 ）： 173 - 181 .

LI Jianhua ， MAO Wengui ， FENG Dan ， et al . Lubrication characteristic surrogate model construction of wind power sliding bearing based on polynomial structure selection technology ［J］. Lubrication Engineering ， 2023 ， 48 （ 10 ）： 173 - 181 .

谭建军，李浩，冉峯，等 . 计入结构柔性的风电齿轮箱行星轮系动力学特性研究［J］. 振动工程学报， 2023 ， 36 （ 5 ）： 1191 - 1203 .

TAN Jianjun ， LI Hao ， RAN Feng ， et al . Study on dynamics characteristics of planetary gear train in wind turbine gearboxes considering flexible structures ［J］. Journal of Vibration Engineering ， 2023 ， 36 （ 5 ）： 1191 - 1203 .

李强强，王德海，李贵强，等 . 提高风电机组大部件可靠性探讨［J］. 中国设备工程， 2020 （ 2 ）： 200 - 202 .

LI Qiangqiang ， WANG Dehai ， LI Guiqiang ， et al . Exploration of improving the reliability of large components of wind turbine units ［J］. China Plant Engineering ， 2020 （ 2 ）： 200 - 202 .

HAGEMANN T ， DING H H ， RADTKE E ， et al . Operating behavior of sliding planet gear bearings for wind turbine gearbox applications—part I：basic relations ［J］. Lubricants ， 2021 ， 9 （ 10 ）： 97 .

HAGEMANN T ， DING H H ， RADTKE E ， et al . Operating behavior of sliding planet gear bearings for wind turbine gearbox applications—part Ⅱ：impact of structure deformation ［J］. Lubricants ， 2021 ， 9 （ 10 ）： 98 .

浏览量

331

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

柔性销轴式风电行星轮系动力学性能研究

基于SDT圆度误差模型下滑动轴承油膜特性的研究

低速大偏心滑动轴承润滑状态转变及特性分析

由油膜振荡引起的转子振动及处理方法