ICS 27.180 F 11 NB 备案号：64296-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 31143 —2018 主轴轴承 直驱风力发电机组 型式试验技术规范 Direct-drive wind turbine-Technical specification for type test of main shaft bearing 2018-04-03发布 2018-07-01实施 国家能源局 发布 NB/T 31143—2018 目 次 前言： 范围 1 规范性引用文件 2 3 符号… 4基本要求 5 试验设备要求 5.1试验能力· 5.2监测系统 5.3控制系统 6试验项目及要求 6.1 试验项目 6.2 极限载荷试验 6.3 疲劳寿命试验 7试验流程 7.1 试验准备 7.2 试验过程…· 8记录 8.1 自动记录 8.2 手工记录· 8.3 照片记录· 9型式检验 9.1 概述 9.2 成品· 9.3 内外圈· X 11 9.4 滚动体 .12 9.5保持架 9.6油脂· 13 9.7无损检测 14 10判定原则 14 附录A（规范性附录）主轴轴承型式检验项目记录表 15 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T311432018 前言 本标准按GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给定的规则起草。 本标准由国家能源局提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口（NEA/TC1）。 本标准起草单位：北京金风科创风电设备有限公司、大连冶金轴承股份有限公司、湘电风能有限公 司、瓦房店轴承集团有限公司、大连理工大学、成都天马铁路轴承有限公司、北京鉴衡认证中心有限公 司、国电联合动力技术有限公司、洛阳LYC轴承有限公司、中车株洲电机有限公司。 本标准主要起草人：翟晓江、刘万平、叶吉强、薛锋、石亦平、冯辉、朱海燕、卢超、薛飞、周震、 窦伟、郑国龙、张宏伟、阳雪兵、孙振生、王德伦、袁玉密、程人杰、孙乐乐、杨德胜、陈国旗、龚天明。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条 一号，100761)。 II 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31143—2018 直驱风力发电机组主轴轴承 型式试验技术规范 1范围 本标准规定了直驱风力发电机组主轴轴承（以下简称轴承）型式试验设备、试验项目、试验要求、 试验流程、试验记录、型式检验等。 本标准适用于直驱风力发电机组主轴轴承型式试验。 规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JB/T6641滚动轴承 残磁及其评定方法 3符号 Dw：圆锥滚动体公称直径。 d：圆锥轴承直挡边内圈滚道 最大直径。 Fa：试验加载的轴向载荷。 Fi：试验加载的径向载荷。 F+：正轴向载荷。 F：负轴向载荷 F：正径向载荷 F_：负径向载荷 Fx：轴承（单轴承轴系结构）受到的X方向载荷。 F：轴承（单轴承轴系结构）受到的Y方向载荷。 Fz：轴承（单轴承轴系结构） 受到的Z方向载荷。 Fxm：X方向等效平均疲劳载荷。 Fm：Y方向等效平均疲劳载荷 Fzm：Z方向等效平均疲劳载荷 Fxi：固定端轴承X方向载荷。 Fyn：固定端轴承Y方向载荷。 Fz1：固定端轴承Z方向载荷。 Fy2：浮动端轴承Y方向载荷。 Fz2：浮动端轴承Z方向载荷。 G,：发电机重量。 L：圆锥轴承挡边有效长度。 Mm：Y方向等效平均力矩。 Mzm：Z方向等效平均力矩； M，：轴承（单轴承轴系结构）受到的Y方向倾覆力矩。 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31143—2018 Mz：轴承（单轴承轴系结构）受到的Z方向倾覆力矩。 M,：试验加载的倾覆力矩。 n,：正工况平均转速。 n_：负工况平均转速。 n：工况转速。 nm：等效平均转速。 n：试验转速。 P：滚动轴承为10/3。 P：正当量动载荷。 P：负当量动载荷。 P：工况载荷（力或力矩）。 Pm：等效平均疲劳载荷。 P：试验当量动载荷。 SR：圆锥滚子球基面曲率半径。 Spw：圆锥滚子球基面相对滚动面的跳动。 t：正工况时间占比。 t：负工况时间占比。 专：工况时间。 ：工况时间占比。 T(hr)：要求寿命(h)。 Vamp：平均内径变动量。 VDmp：平均外径变动量。 VDwsp：单一平面滚子直径变动量。 VDwL：滚子规值批直径变动量。 V2L：圆锥滚子规值批圆锥角变动量。 x：径向动载荷系数。 y：轴向动载荷系数。 4amp：单一平面平均内径偏差。 4Dmp：单一平面平均外径偏差。 4Rw：圆锥滚子圆度误差。 △C,：圆柱滚子圆度误差。 42。：圆锥滚子圆锥角偏差。 β：圆锥主轴承内外圈滚道角度。 ：圆锥滚子锥角。 W：圆锥主轴承大挡边倾角。 4基本要求 型式试验是为了验证轴承采用的设计方法、制造工艺能否保证轴承产品满足设计使用要求。有下列 情况之一时，应进行型式试验或评估是否应进行型式试验： a）轴承的设计方法、制造工艺未能通过验证或未进行验证； b）轴承的设计方法、制造工艺发生重大变化，可能影响轴承的性能时； c）轴承的设计结构、原材料、润滑油脂等发生重大变化，可能影响轴承的性能时。 注：油脂重大变化，是指油脂未经行业验证、广泛使用的情况。 2 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31143—2018 若轴承的设计方法、制造工艺已经通过型式试验验证，采用相同设计方法、制造工艺的新型号轴承 可以不进行型式试验，但应向客户提供详细的计算、验证报告，并得到客户认可。 5试验设备要求 5.1试验能力 型式试验机应尽可能模拟轴承实际工作时的受力状态，进行动态、静态加载试验： 轴承在试验机的安装方向应与实际工况一致； a) b） 施加的载荷包括轴向力、径向力、倾覆力矩，加载方向为双向加载，各个载荷的加载控制应相 互独立，又可实现同时加载； 试验过程中，轴承套圈变形量（包括弹性变形及温度场产生的变形）应不小于实际工况，并且 c） 变形方向应与实际工况一致； （P 轴承的加载载荷应不低于试验要求载荷，轴承厂家应进行轴承输入载荷进行校准并提供报告 明确载荷的偏差； e) 轴承的转速应不低于试验要求转速。 5.2 监测系统 5.2.1概述 型式试验机应具备对轴承运行状态参数及液压系统运行状态参数的监视、测量能力以及系统报警能力。 5.2.2轴承运行状态参数 轴承的运行状态参数包括： a） 轴向力、径向力、倾覆力矩； 轴承旋转速度； c） 轴承的运转圈数； d) 轴承转矩； 振动值（采用加速度量纲）； e) f) 轴向、径向位移； 运行温度。 应通过监测套圈的温度，确定温度场的分布。 5.2.3 液压系统运行状态参数 液压系统的运行状态包括： a）油缸的进油口压力； b）液压油温度。 5.2.4系统报警信号 系统报警信号包括温度、振动、转矩。 5.3 3控制系统 5.3.1载荷控制 加载系统应具备加载载荷的反馈和控制功能。 3 库七七www.kqqw.com标准下载 NB/T31143—2018 5.3.2 2旋转速度控制 系统应具备轴承旋转速度的反馈和控制功能。 6试验项目及要求 6 6.1试验项目 主轴轴承型式试验项目包括极限载荷试验、疲劳寿命试验。 6.2 2极限载荷试验 6.2.1 试验载荷 极限载荷应包括以下三种工况： a) 滚动体与滚道的法向接触负荷最大； b) 圆锥轴承滚动体球基面与挡边的接触负荷最大： c） 套圈变形量最大。 6.2.2 2静态极限载荷试验 在极限载荷作用下，推荐保持时间：不少于5min。 6.2.3 3动态极限载荷试验 在极限载荷作用下进行内圈或外圈的旋转，试验参数如下： 旋转速度：极限载荷工况发生时的旋转速度。 a) b）推荐时间：不少于1min。 6.3疲劳寿命试验 6.3.1试验载荷的确定 根据试验机加载能力，确定试验加载载荷Far、F（双轴承轴系结构）及Ft、Fr、M，（单轴承轴系 结构)。载荷应符合以下要求： a）滚动体与滚道的法向接触应力应不大于1800MPa； b）圆锥轴承滚动体与大挡边的接触负荷应不小于实际工况； c）套圈变形量应不小于实际工况， 6.3.2 2试验转速的确定 试验转速应不大于实际最大转速的2倍，旋转圈（内圈旋转或外圈旋转）应与实际工况相同，否则 应根据应力循环次数的变化，重新计算试验时间。 6.3.3 3试验时间的计算 6.3.3.1等效平均疲劳载荷计算 按照式（1）对作用在轮毂中心的LDD疲劳载荷进行等效处理，计算得出各分量载荷的等效平均疲 劳载荷，所有载荷的坐标系见图1。 4 库七七www.kqqw.com标准下载