Malaking Wind Turbine Low-Speed ​​Shaft Bearing - Sliding Sa halip na Rolling

Ipinakilala ng ulat na ito ang pagpapalit ng tradisyonal na rolling bearings (Spherical Roller Bearings SRB / Double-Row Tapered roller bearings TRB) sa malalaking wind turbine main shaft (speed 10–30 rpm) na may sliding bearings. Ang mga rolling bearings ay umaasa sa point/line contact, habang ang sliding bearings ay gumagamit ng hydrodynamic oil film sa pagitan ng journal at mga bearing pad para sa surface-contact load transmission.

Ang 'Sliding sa halip na gumulong' ay isang deterministikong trend na hinihimok ng wind turbine upscaling, pagbabawas ng gastos, at mga hinihingi sa pagiging maaasahan. Ang paglipat na ito ay nasa hustong gulang na sa mga gearbox at pumapasok sa produksyon ng volume (Ang ZF ay naghatid ng 3000+ units, NGC 12000+, ang self-developed sliding bearings ng Envision ay lumampas sa 1000 units na may zero failure). Ang pangunahing shaft (low-speed shaft) ay ang susunod na hangganan - inilagay ng Goldwind ang unang sliding main shaft prototype sa mundo noong 2021, at ang industriya ay lumilipat mula sa prototype validation patungo sa small-batch production. Ang theoretical replacement ratio para sa mga pangunahing shaft ay maaaring umabot sa 100%, na may potensyal na pandaigdigang merkado na lumampas sa RMB 20 bilyon.

1. Karaniwang System Configuration

Split-type radial bearing bush (hal., 9-pad na disenyo) sa paligid ng journal, bawat isa ay maaaring palitan nang nakapag-iisa.

Mga thrust pad (hal., 6-pad na disenyo) para magdala ng mga axial load.

Sapilitang sistema ng pagpapadulas: sirkulasyon ng langis, paglamig, pagsasala, at mga labyrinth seal.

Pagkiling-pad / naka-segment na istraktura upang mapaunlakan ang pagpapalihis ng baras at hindi pagkakahanay.

Karaniwang mga parameter mula sa Shanghai Jiao Tong University Chongqing Research Institute: mababang bilis <0.1 m/s, mabigat na pagkarga >15 MPa, madalas na pagtigil sa pagsisimula, 20 taong buhay ng serbisyo.

2. Tatlong Bottleneck ng Rolling Bearings sa ilalim ng Upscaling

Sa panahon ngayon, nagiging Large-scale at heavy-duty na ang mga wind turbine. Ang megawatt na teknolohiya ng offshore wind turbines ay patuloy na bumubuti, na kung saan ay pinipilit ang pagpapalit ng mga teknolohiya.

1. Laki ng bottleneck: onshore >15 MW, offshore >20 MW – ang raceway diameter ng main shaft rolling bearings ay lumalapit sa mga limitasyon ng pagmamanupaktura.

2. Pagkabigo na bottleneck: ang mga white etching crack (WEC) at electrical pitting ay naging mga karaniwang failure mode; Ipinapakita ng mga istatistika ng NREL na ang mga pagkabigo ng rolling bearing ay higit sa 67% ng mga pagkakamali sa gearbox.

3. Gastos at localization bottleneck: localization rate ng pangunahing shaft bearings ay halos 35% lamang, ang gearbox bearings ay halos lahat ay imported – isang kritikal na 'choke point'.

Mula 1 MW hanggang 10 MW, ang pangunahing shaft bending moment ay tumataas nang humigit-kumulang 25 beses, na higit na lumalampas sa thrust growth (~11 beses) – ang mga kondisyong pinangungunahan ng bending-moment ay eksakto kung saan ang sliding bearing surface contact ay higit na mahusay.

3. Mga Bentahe ng Sliding Bearings kaysa Rolling Bearings

• Ang gastos sa pagkuha ay nabawasan ng ~30%, ang gastos ng O&M ng ~60%, kabuuang pagbabawas ng gastos sa turbine ~6.5% (CICC); pagbabawas ng gastos sa siklo ng buhay ~4.5% (Guosheng).

• Walang rolling elements, likas na iniiwasan ang pitting, WEC, at electrical pitting; ang pamamasa ng oil film ay sumisipsip ng vibration.

• Ang mga naka-segment na pad ay nagbibigay-daan sa pagpapalit ng single-pad sa tuktok ng tore - ang pagpapalit sa malayo sa pampang ng mga pangunahing bearings ay nangangailangan ng isang crane vessel na may pang-araw-araw na upa na ~$250,000; Inaangkin ng Goldwind ang pagbawas sa gastos ng O&M >60%.

4.OEM at Supply Chain na Progreso

4.1 Mga domestic OEM

OEM	Pag-unlad
Goldwind	Okt 2021 - ang unang sliding main bearing prototype na grid-connected at full load sa Dabancheng, Xinjiang (4 MW semi-direct drive, load density +20%, maintenance cost -60%); 16 MW offshore unit na nakalaan na may rolling/sliding universal interface; nagtayo ng 6 MW full-degree-of-freedom test rig.
Maisip	Pandaigdigang benchmark para sa gearbox sliding bearings: unang 3.3 MW sliding bearing gearbox noong 2021, ang pinagsama-samang pag-install ay lumampas sa 1,000 unit na may 5 taon na zero failure; ang mga bagong unit ay magpapatibay ng >90% sliding bearings; 2025 Model Z Pro (14-18 MW) na nilagyan ng self-developed sliding bearings, planong palawakin sa pangunahing shaft/generator bearings.
Ang iba	Binili ng Electric Wind Power ang Chongde radial + thrust sliding bearings; CSSC Haizhuang 6.25 MW, Harbin Electric 2 MW prototype na pag-verify.

4.2 Mga supplier ng bearing:

SUND: No.1 sa China (No.6 sa buong mundo) para sa hydrodynamic sliding bearings; disenyo at pagsubok rig DNV-GL certified; unang ganap na awtomatikong linya ng produksyon ng laser cladding; 16 MW planetary pin sliding bearings sa small-batch trial; 2023 wind sliding bearing revenue +275%, inaasahang doble sa 2025; Ang SKF ay may hawak na 6.96% at nakikipagtulungan sa 'pag-slide sa halip na pag-ikot'; 2025 na kita RMB 619 milyon (+19.5%), Q1 2026 RMB 162 milyon (+34.6%).

Shenke: unang nakalistang kumpanya para sa makapal na pader na sliding bearings, mga supply ng Goldwind at Mingyang; mag-set up ng offshore wind subsidiary noong 2025; kinuha ng state-owned group ang controlling stake noong unang bahagi ng 2026.

Chang S heng Bearing: nakumpleto ang 6 MW semi-direct drive gearbox sliding bearing tests, na inihatid para sa field trial.

Shuangfei: mass production ng ultra-large power gearbox sliding bearings; Kinumpleto ni Jinlei ang sample delivery.

Internasyonal: Miba (mass production mula noong 2019, pagpapalawak ng kapasidad, inaangkin na 20 MW ang magagawa), Winergy, RENK, Kingsbury, Waukesha, GGB, atbp.

5. Timeline ng pag-ampon

Ang double-fed at semi-direct drive / medium-speed permanent magnet units ay ang mga pangunahing target para sa pangunahing shaft sliding bearings; Ang mga direct-drive na unit ay may napakababang bilis at malaking diameter, na nagpapahirap sa oil film build-up, na may hindi bababa sa pampublikong pag-unlad.

Kasalukuyang pangunahing teknikal na hamon : oil film build-up sa napakababang bilis (<0.2 m/s), start-stop wear, at size/weight trade-off para sa malalaking pad. Habang lumilipat ang mga turbin patungo sa mas malaking MW at mas malalim na tubig, ang pangunahing shaft bearing ay nahaharap sa tumataas na stress ng contact, mga hadlang sa buhay ng pagod, at mataas na gastos sa O&M. 'Sliding instead of rolling' – gamit ang malalaking sliding bearings para palitan ang tradisyunal na rolling bearings – nag-aalok ng oil film load sharing, pare-parehong stress distribution, impact resistance, compact na istraktura, at mas magandang life-cycle cost, na nagiging pangunahing direksyon sa pag-explore para sa susunod na henerasyong pangunahing shaft na teknolohiya.

Ang aming kumpanya ay may maraming taon ng karanasan sa malaki sliding bearings , na may mga full-chain na kakayahan mula sa pagpili ng materyal, structural design, lubrication simulation, precision manufacturing, hanggang sa pagsubok at pagpapatunay. Inilapat namin ang aming mga produkto sa mabibigat na kagamitan, dagat, metalurhiya, at iba pang kundisyon na may mataas na karga, na nag-iipon ng masaganang karanasan sa engineering. Para sa umuusbong na larangan ng wind main shaft sliding bearings, inaasahan naming tuklasin ang pakikipagtulungan sa mga OEM, bearing peer, at mga institusyong pananaliksik - sama-samang isinusulong ang teknikal na pagiging posible, pagsubok ng prototype, at pagpapatunay sa field - upang mag-ambag ng mga makabagong solusyon para sa pagbabawas ng gastos, pagpapabuti ng kahusayan, at mas mataas na pagiging maaasahan sa industriya ng wind power.