یاتاقان شفت کم سرعت توربین بادی بزرگ - به جای غلتش کشویی

این گزارش جایگزینی یاتاقان‌های غلتکی کروی SRB / غلتک مخروطی دو ردیفه TRB) را در شفت‌های اصلی توربین بادی بزرگ (سرعت 10 تا 30 دور در دقیقه) با بلبرینگ‌های کشویی معرفی می‌کند. یاتاقان های غلتکی به تماس نقطه/خط متکی هستند، در حالی که یاتاقان های کشویی از یک لایه روغن هیدرودینامیکی بین ژورنال و لنت های بلبرینگ برای انتقال بار تماس سطحی استفاده می کنند.

'لغزش به جای غلتیدن' یک روند قطعی است که توسط ارتقاء مقیاس توربین بادی، کاهش هزینه و تقاضاهای قابلیت اطمینان هدایت می شود. این انتقال در حال حاضر در گیربکس‌ها بالغ شده و وارد تولید حجم شده است (ZF بیش از 3000 دستگاه، NGC 12000+ را تحویل داده است، یاتاقان‌های کشویی خود توسعه یافته Envision از 1000 دستگاه با شکست صفر فراتر رفته است). شفت اصلی (شفت کم سرعت) مرز بعدی است - Goldwind اولین نمونه اولیه شفت اصلی کشویی جهان را در سال 2021 نصب کرد و صنعت در حال حرکت از اعتبارسنجی نمونه اولیه به تولید دسته‌ای کوچک است. نسبت نظری جایگزینی برای شفت های اصلی می تواند به 100٪ برسد، با پتانسیل بازار جهانی بیش از 20 میلیارد یوان.

1. پیکربندی سیستم معمولی

بوش یاتاقان شعاعی از نوع تقسیم شده (به عنوان مثال، طراحی 9 پد) در اطراف ژورنال، هر یک به طور مستقل قابل تعویض است.

پدهای رانش (مثلاً طراحی 6 لنت) برای حمل بارهای محوری.

سیستم روانکاری اجباری: گردش روغن، خنک کننده، فیلتراسیون و مهر و موم های لابیرنت.

بالشتک کج / ساختار قطعه‌بندی شده برای انحراف شفت و ناهماهنگی.

پارامترهای معمولی از موسسه تحقیقاتی چونگ کینگ دانشگاه جیائو تونگ شانگهای: سرعت کم <0.1 متر بر ثانیه، بار سنگین > 15 مگاپاسکال، توقف مکرر، عمر مفید 20 سال.

2. سه گلوگاه یاتاقان غلتکی تحت افزایش مقیاس

امروزه توربین های بادی در حال تبدیل شدن به مقیاس بزرگ و سنگین هستند. فن آوری مگاوات توربین های بادی دریایی به طور مداوم در حال بهبود است که به نوبه خود باعث جایگزینی فناوری ها می شود.

1. گلوگاه اندازه: خشکی > 15 مگاوات، فراساحل > 20 مگاوات - قطر راهروی یاطاقان نورد محور اصلی به محدودیت های تولید نزدیک می شود.

2. گلوگاه شکست: ترک‌های حکاکی سفید (WEC) و حفره‌های الکتریکی به حالت‌های شکست رایج تبدیل شده‌اند. آمار NREL نشان می دهد که خرابی بلبرینگ بیش از 67 درصد از خطاهای گیربکس را تشکیل می دهد.

3. گلوگاه هزینه و بومی سازی: نرخ بومی سازی یاتاقان های محور اصلی تنها حدود 35 درصد است، یاتاقان های گیربکس تقریباً همه وارداتی هستند - یک 'نقطه خفه' بحرانی.

از 1 مگاوات تا 10 مگاوات، گشتاور خمشی محور اصلی حدود 25 برابر افزایش می‌یابد که بسیار بیشتر از رشد رانش است (تقریبا 11 برابر) - شرایط تحت تسلط ممان خمشی دقیقاً جایی است که تماس سطح بلبرینگ لغزشی برتری دارد.

3. مزایای بلبرینگ های کشویی نسبت به یاتاقان های غلتشی

• هزینه تدارکات تا 30% کاهش می‌یابد، هزینه O&M تا 60% کاهش می‌یابد، کاهش هزینه کل توربین ~6.5% (CICC). کاهش هزینه چرخه عمر ~ 4.5٪ (گوشنگ).

• بدون عناصر نورد، به طور ذاتی از سوراخ شدن، WEC و حفره الکتریکی اجتناب می شود. میرایی فیلم روغن لرزش را جذب می کند.

• لنت‌های قطعه‌بندی شده، تعویض تک پد را در بالای برج امکان‌پذیر می‌سازند - تعویض یاتاقان‌های اصلی در دریا به یک کشتی جرثقیل با اجاره روزانه 250000 دلار نیاز دارد. Goldwind ادعا می کند که هزینه O&M کاهش بیش از 60% دارد.

4.OEM و پیشرفت زنجیره تامین

4.1 OEM های داخلی

OEM	پیشرفت
گلدویند	اکتبر 2021 - اولین نمونه اولیه بلبرینگ اصلی کشویی متصل به شبکه و با بار کامل در Dabancheng، سین کیانگ (4 مگاوات درایو نیمه مستقیم، تراکم بار +20٪، هزینه نگهداری -60٪). واحد فراساحلی 16 مگاواتی با رابط جهانی نورد/لغزش رزرو شده است. دکل آزمایشی 6 مگاواتی با درجه آزادی کامل ساخته شده است.
تصور کنید	معیار جهانی برای یاتاقان های کشویی گیربکس: اولین گیربکس 3.3 مگاواتی بلبرینگ کشویی در سال 2021، نصب تجمعی بیش از 1000 واحد با 5 سال صفر خرابی است. واحدهای جدید بیش از 90% بلبرینگ های کشویی را اتخاذ خواهند کرد. مدل Z Pro 2025 (14-18 مگاوات) مجهز به یاتاقان‌های کشویی خود توسعه‌یافته، قصد دارد به یاتاقان‌های شفت/ژنراتور اصلی گسترش یابد.
دیگران	برق باد خرید یاتاقان های کشویی Chongde شعاعی + رانش. CSSC Haizhuang 6.25 مگاوات، هاربین الکتریک 2 مگاوات تایید نمونه اولیه.

4.2 تامین کنندگان بلبرینگ:

SUND: شماره 1 در چین (شماره 6 در سطح جهانی) برای یاتاقان های کشویی هیدرودینامیکی. طراحی و تست دکل DNV-GL گواهی. اولین خط تولید روکش لیزری تمام اتوماتیک؛ یاتاقان های کشویی پین سیاره ای 16 مگاواتی در آزمایش دسته ای کوچک. 2023 درآمد بلبرینگ بادی +275 درصد، انتظار می رود در سال 2025 دو برابر شود. SKF 6.96% را در اختیار دارد و در 'لغزش به جای غلتیدن' همکاری می کند. درآمد 2025 RMB 619 میلیون (+19.5%)، Q1 2026 RMB 162 میلیون (+34.6%).

Shenke: اولین شرکت فهرست شده برای یاتاقان های کشویی دیوار ضخیم، عرضه کننده Goldwind و Mingyang. راه اندازی شرکت تابعه بادی دریایی در سال 2025؛ گروه دولتی در اوایل سال 2026 سهام کنترلی را به دست گرفت.

یاتاقان چانگ اس هنگ: آزمایش های بلبرینگ کشویی گیربکس نیمه مستقیم 6 مگاواتی را تکمیل کرد که برای آزمایش میدانی تحویل داده شد.

Shuangfei: تولید انبوه یاتاقان های کشویی گیربکس قدرت فوق العاده بزرگ؛ Jinlei تحویل نمونه را تکمیل کرد.

بین‌المللی: میبا (تولید انبوه از سال 2019، ظرفیت در حال افزایش، ادعای 20 مگاوات امکان‌پذیر است)، Winergy، RENK، Kingsbury، Waukesha، GGB و غیره.

5. جدول زمانی پذیرش

واحدهای آهنربای دائمی با تغذیه دوبل و نیمه مستقیم / با سرعت متوسط، اهداف اصلی برای یاتاقان‌های کشویی محور اصلی هستند. واحدهای درایو مستقیم سرعت بسیار پایین و قطر زیادی دارند که ساخت فیلم روغن را با کمترین پیشرفت عمومی دشوارتر می کند.

چالش‌های فنی اصلی کنونی : ایجاد لایه روغن در سرعت‌های بسیار کم (<0.2 متر بر ثانیه)، سایش شروع و توقف، و تغییر اندازه/وزن برای لنت‌های بزرگ. همانطور که توربین ها به سمت مگاوات بزرگتر و آب های عمیق تر حرکت می کنند، یاتاقان شفت اصلی با افزایش تنش تماسی، محدودیت های عمر خستگی و هزینه های بالای O&M مواجه می شود. 'لغزش به جای غلتش' - استفاده از یاتاقان‌های کشویی بزرگ برای جایگزینی یاتاقان‌های غلتشی سنتی - به اشتراک گذاری بار فیلم روغن، توزیع تنش یکنواخت، مقاومت در برابر ضربه، ساختار فشرده و هزینه چرخه عمر بهتر را ارائه می‌دهد و به یک جهت کلیدی اکتشاف برای فناوری شفت اصلی نسل بعدی تبدیل می‌شود.

شرکت ما سالها تجربه در زمینه بزرگ دارد بلبرینگ‌های کشویی با قابلیت‌های زنجیره کامل از انتخاب مواد، طراحی ساختاری، شبیه‌سازی روان‌کاری، ساخت دقیق تا آزمایش و اعتبارسنجی. ما محصولات خود را در تجهیزات سنگین، دریایی، متالورژی و سایر شرایط با بار بالا به کار برده ایم و تجربه مهندسی غنی را جمع آوری کرده ایم. برای زمینه نوظهور یاتاقان‌های کشویی شافت اصلی باد، ما مشتاقانه منتظریم تا همکاری با OEMها، همتایان یاتاقان‌ها و موسسات تحقیقاتی را بررسی کنیم - به طور مشترک امکان‌سنجی فنی، آزمایش نمونه اولیه و اعتبارسنجی میدانی را پیش ببریم تا راه‌حل‌های نوآورانه برای کاهش هزینه، بهبود کارایی و قابلیت اطمینان بالاتر در صنعت برق بادی ارائه دهیم.