ICS 27.180 F 11 NB 备案号：64294-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T31141—2018 直驱风力发电机组 偏航、变桨轴承 型式试验技术规范 Direct-drivewind turbine- Technical specification for type test of yaw and pitch bearing 2018-04-03发布 2018-07-01实施 国家能源局 发布 NB/T31141—2018 目 次 前言· 1范围 2符号· 3基本要求 4试验设备要求 4.1试验能力 4.2 监测系统 4.3控制系统 5试验项目及要求 5.1 试验项目. 5.2 外圈疲劳强度评估试验 5.3 极限载荷试验 5.4疲劳寿命试验 5.5 微动磨损试验（选做） 5.6 密封性能试验 试验流程 6.1试验准备 6.2试验过程 7记录 7.1自动记录 7.2手工记录 7.3 照片记录 8型式检验 8.1 概述 8.2 成品 8.3 内外圈 8.4 钢球 8.5 保持架 8.6 隔离块 .. 10 8.7 无损探伤检测 .· 10 8.8 密封 10 8.9油脂 10 9 判定原则 10 附录A（规范性附录）轴承型式检验项目及要求 11 NB/T31141—2018 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、上海欧际柯特回转支承有 限公司、洛阳新能轴承制造有限公司、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、叶吉强、刘万平、薛锋、石亦平、朱海燕、卢超、周震、薛飞、冯辉、 刘瑞兵、张宏伟、阳雪兵、孙振生、王德伦、袁玉密、高学海、周凯、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 NB/T31141—2018 直驱风力发电机组 偏航、变桨轴承 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偏航、变桨轴承（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偏航、 变桨轴承型式试验 2符号 C,：基本额定动载荷。 C.oxe：修正基本额定动载荷。 D：钢球直径。 dm：轴承回转直径。 Dcosa Jm：与额定载荷系数有关的系数 Fk：K工况的径向载荷。 F：K工况的轴向载荷。 F：试验径向载荷。 F.：试验轴向载荷。 i：滚道列数。 L。：轴承的基本额定寿命，百万转。 L：轴承的要求寿命， 百万转。 L,(hr)：轴承的试验时间， h。 M：K工况的倾覆力矩。 M,：试验倾覆力矩。 n：工况数。 N,：K工况的转速，r/min。 N,：轴承的试验转速，r/min。 P：轴承的当量动载荷。 Poa：K工况的当量动载荷。 Par：试验当量动载荷。 R：单双列转矩比值。 ,：K工况轴承运行所占时间比。 T：轴承的要求寿命，h。 T：总摩擦力矩平均值。 T,：单列摩擦力矩平均值。 Z。：每列滚道的钢球数量。 α:名义接触角。 NB/T31141—2018 a：临界摆动角度。 6。：轴承当量摆幅角。 G：K工况的摆幅角。 3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时； b）轴承的设计方法、制造工艺发生重大的变更，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、密封等发生重大变化，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。 若产品的设计方法、制造工艺已经通过型式试验验证，采用相同设计方法、制造工艺的新型号产品 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。 4试验设备要求 4.1试验能力 型式试验机应模拟轴承实际工作时的受力状态，进行动态、静态加载试验： a）轴承在试验机的安装方向应与实际工况一致： 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 b) 互独立，又可实现同时加载： c） 试验加载后，轴承变形量不应小于实际工况，并且变形的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，轴承厂家应对轴承输入载荷进行校准并提供报告，明 确载荷的偏差： e）轴承的转速不应低于要求转速。 4.2监测系统 4.2.1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、测量能力及系统报警能力。 4.2.2轴承运行状态参数 轴承运行状态参数包括： a）轴向力、径向力、倾覆力矩： b）旋转速度： c）运转圈数； d）转矩： e）振动值(采用速度或加速度量纲)： J 轴向、径向位移； g) 运行温度。 4.2.3 液压系统运行状态参数 液压系统运行状态参数包括： 2 NB/T31141—2018 油缸的进油口压力； b）液压油温度。 4.2.4 系统报警信号 系统报警信号包括温度、振动、转矩。 4.3 控制系统 4.3.1 载荷控制 加载系统应具备加载载荷的反馈和控制功能。 4.3.2 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。 5 试验项目及要求 5.1 试验项目 偏航、变浆轴承型式试验项目包括外圈疲劳强度评估试验、极限载荷试验、疲劳寿命试验、微动磨 损试验、密封性能试验 5.2 外圈疲劳强度评估试验 5.2.1 试验范围 变桨轴承应进行外圈疲劳强度评估试验，偏航轴承的外圈疲劳强度评估试验不作要求，具体与客户 协商确定。 5.2.2i 试验载荷 叶根疲劳载荷Markov矩阵中最大载荷或者极限载荷的70%，取两种载荷中的较大载荷。 5.2.3试验方法 加载5.2.2规定的试验载荷，测量外圈安装孔内壁的环向主拉应力，推荐最大应力值：小于300MPa。 5.3 极限载荷试验 5.3.1试验范围 偏航、变桨轴承均应进行极限载荷试验。 5.3.2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。 5.3.3动态极限载荷试验 5.3.3.1在极限载荷作用下进行倾覆力矩方向转化，推荐摆动次数不少于10次。 5.3.3.2 2在极限载荷作用下进行内外圈的旋转，试验参数如下： 3 NB/T311412018 a）旋转速度：变桨轴承取极限载荷工况发生时的变桨速度；偏航轴承取额定偏航速度。 b）旋转角度：土45°（变桨轴承），360°（偏航轴承）。 c）推荐时间：不少于5min。 5.4疲劳寿命试验 5.4.1 试验范围 变桨轴承应进行疲劳寿命试验，偏航轴承的疲劳寿命试验不作强制要求，具体与客户协商确定。 5.4.2试验载荷的确定 根据型式试验设备的加载能力确定试验载荷F、F、M，，并且符合以下要求： a）试验载荷应小于70%极限载荷； b）轴承的变形量应不小于实际工况。 试验当量动载荷按照式（1）进行计算： () d. 5.4.3试验转速的确定 旋转速度：应不大于实际变桨最大速度。 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。 5.4.4旋转角度 变桨轴承旋转角度为土45°，偏航轴承旋转角度为360°。 5.4.5试验时间的计算 5.4.5.1 额定动载荷的计算方法 基本额定动载荷按式（2）进行计算： a) C, =3.647 J.(icos a) z Dl* tan α (2) b）基本额定动载荷的修正： 偏航、变桨轴承是一个摆动轴承，套圈滚道振动幅度的临界值6按式（3）进行计算： 720° (3) Z。(1±r) 式（3）中，外滚道取-号，内滚道9取+号。 当量摆幅角6按式（4）进行计算： (4) 当θ>时，基本额定动载荷按式（5）进行修正： 4