แบริ่งเพลาความเร็วต่ำของกังหันลมขนาดใหญ่ - เลื่อนแทนการกลิ้ง

รายงานนี้แนะนำการเปลี่ยนแบริ่งลูกกลิ้งแบบดั้งเดิม (แบริ่งลูกกลิ้งทรงกลม SRB / แบริ่งลูกกลิ้งเรียวสองแถว TRB) ในเพลาหลักของกังหันลมขนาดใหญ่ (ความเร็ว 10–30 รอบต่อนาที) พร้อมแบริ่งเลื่อน แบริ่งกลิ้งอาศัยการสัมผัสแบบจุด/เส้น ในขณะที่แบริ่งเลื่อนใช้ฟิล์มน้ำมันไฮโดรไดนามิกระหว่างเจอร์นัลและแผ่นรองแบริ่งสำหรับการส่งผ่านภาระที่สัมผัสพื้นผิว

'การเลื่อนแทนการกลิ้ง' เป็นแนวโน้มที่กำหนดได้ซึ่งขับเคลื่อนโดยการเพิ่มขนาดกังหันลม การลดต้นทุน และความต้องการความน่าเชื่อถือ การเปลี่ยนแปลงนี้ครบกำหนดแล้วในกระปุกเกียร์และเข้าสู่การผลิตในปริมาณมาก (ZF ได้ส่งมอบไปแล้ว 3,000+ ยูนิต, NGC 12000+, ตลับลูกปืนเลื่อนที่พัฒนาตนเองของ Envision ได้เกิน 1,000 ยูนิตโดยไม่มีความล้มเหลวเป็นศูนย์) เพลาหลัก (เพลาความเร็วต่ำ) คือขอบเขตถัดไป - Goldwind ติดตั้งต้นแบบเพลาหลักแบบเลื่อนเครื่องแรกของโลกในปี 2021 และอุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนจากการตรวจสอบความถูกต้องของต้นแบบไปสู่การผลิตในปริมาณน้อย อัตราส่วนการเปลี่ยนตามทฤษฎีสำหรับเพลาหลักสามารถเข้าถึง 100% โดยมีศักยภาพทางการตลาดทั่วโลกเกินกว่า 2 หมื่นล้านหยวน

1. การกำหนดค่าระบบโดยทั่วไป

บุชแบริ่งแนวรัศมีแบบแยกส่วน (เช่น การออกแบบแผ่น 9 แผ่น) รอบๆ เจอร์นัล โดยแต่ละชิ้นสามารถเปลี่ยนได้โดยอิสระ

แผ่นแรงขับ (เช่น แบบ 6 แผ่น) เพื่อรับน้ำหนักตามแนวแกน

ระบบหล่อลื่นแบบบังคับ: การไหลเวียนของน้ำมัน การทำความเย็น การกรอง และซีลเขาวงกต

แผ่นเอียง / โครงสร้างแบบแบ่งส่วนเพื่อรองรับการโก่งตัวของเพลาและการวางแนวที่ไม่ตรง

พารามิเตอร์ทั่วไปจากสถาบันวิจัย Shanghai Jiao Tong University Chongqing: ความเร็วต่ำ <0.1 เมตร/วินาที โหลดหนัก >15 MPa การสตาร์ท-ดับบ่อยครั้ง อายุการใช้งาน 20 ปี

2. ปัญหาคอขวดสามประการของตลับลูกปืนกลิ้งภายใต้การลดขนาด

ปัจจุบันกังหันลมกำลังกลายเป็นกังหันลมขนาดใหญ่และใช้งานหนัก เทคโนโลยีเมกะวัตต์ของกังหันลมนอกชายฝั่งได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะบังคับให้ต้องเปลี่ยนเทคโนโลยี

1. ขนาดคอขวด: บนบก >15 MW นอกชายฝั่ง >20 MW - เส้นผ่านศูนย์กลางร่องน้ำของตลับลูกปืนกลิ้งเพลาหลักเข้าใกล้ขีดจำกัดการผลิต

2. คอขวดของความล้มเหลว: รอยแตกกัดสีขาว (WEC) และรูไฟฟ้ากลายเป็นโหมดความล้มเหลวทั่วไป สถิติของ NREL แสดงให้เห็นว่าความล้มเหลวของตลับลูกปืนกลิ้งเป็นสาเหตุมากกว่า 67% ของความผิดปกติของกระปุกเกียร์

3. คอขวดด้านต้นทุนและการปรับตำแหน่ง: อัตราการปรับตำแหน่งของแบริ่งเพลาหลักอยู่ที่ประมาณ 35% เท่านั้น แบริ่งกระปุกเกียร์นำเข้าเกือบทั้งหมด ซึ่งเป็น 'จุดควบคุม' ที่สำคัญ

จาก 1 MW ถึง 10 MW โมเมนต์การดัดของเพลาหลักจะเพิ่มขึ้นประมาณ 25 เท่า ซึ่งเกินกว่าการเติบโตของแรงผลักดันอย่างมาก (~11 เท่า) - สภาวะที่ครอบงำด้วยโมเมนต์การดัดงอคือจุดที่พื้นผิวสัมผัสของตลับลูกปืนเลื่อนมีความเป็นเลิศ

3. ข้อดีของตลับลูกปืนแบบเลื่อนมากกว่าตลับลูกปืนแบบกลิ้ง

• ต้นทุนการจัดซื้อลดลง ~30%, ต้นทุน O&M โดยประมาณ ~60%, การลดต้นทุนกังหันทั้งหมด ~6.5% (CICC); การลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน ~4.5% (Guosheng)

• ไม่มีองค์ประกอบแบบกลิ้ง โดยธรรมชาติแล้วจะหลีกเลี่ยงการเกิดหลุม, WEC และการเกิดหลุมทางไฟฟ้า ฟิล์มน้ำมันทำให้หมาด ๆ ดูดซับแรงสั่นสะเทือน

• แผ่นอิเล็กโทรดแบบแบ่งส่วนช่วยให้สามารถเปลี่ยนแผ่นอิเล็กโทรดเดี่ยวที่ด้านบนหอคอยได้ การเปลี่ยนตลับลูกปืนหลักนอกชายฝั่งต้องใช้เรือเครนซึ่งมีค่าเช่ารายวัน ~250,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ Goldwind อ้างว่าต้นทุน O&M ลดลง >60%

4.OEM และความก้าวหน้าของห่วงโซ่อุปทาน

4.1 OEM ในประเทศ

OEM	ความคืบหน้า
โกลด์วินด์	ต.ค. 2021 - ต้นแบบตลับลูกปืนหลักแบบเลื่อนตัวแรกของโลกที่เชื่อมต่อกับกริดและโหลดเต็มในเมือง Dabancheng ซินเจียง (ระบบขับเคลื่อนกึ่งตรงขนาด 4 MW ความหนาแน่นของโหลด +20% ค่าบำรุงรักษา -60%) หน่วยนอกชายฝั่งขนาด 16 เมกะวัตต์ สงวนไว้พร้อมอินเทอร์เฟซสากลแบบกลิ้ง/เลื่อน สร้างแท่นทดสอบอิสระเต็มรูปแบบขนาด 6 เมกะวัตต์
จินตนาการ	มาตรฐานสากลสำหรับตลับลูกปืนเลื่อนกระปุกเกียร์: กระปุกเกียร์ตลับลูกปืนเลื่อน 3.3 MW แรกในปี 2021 มีการติดตั้งสะสมเกิน 1,000 หน่วยโดยไม่มีความล้มเหลวเป็นเวลา 5 ปี หน่วยใหม่จะใช้ตลับลูกปืนเลื่อน >90%; รุ่น Z Pro ปี 2025 (14-18 เมกะวัตต์) ที่ติดตั้งตลับลูกปืนเลื่อนที่พัฒนาขึ้นเอง มีแผนจะขยายไปยังเพลาหลัก/ตลับลูกปืนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
คนอื่น	พลังงานลมไฟฟ้าซื้อตลับลูกปืนเลื่อนแนวรัศมี + แรงขับของ Chongde CSSC Haizhuang 6.25 MW, การตรวจสอบต้นแบบ Harbin Electric 2 MW

4.2 ซัพพลายเออร์แบริ่ง:

SUND: อันดับ 1 ในประเทศจีน (อันดับ 6 ทั่วโลก) สำหรับตลับลูกปืนเลื่อนแบบอุทกพลศาสตร์ การออกแบบและทดสอบแท่นขุดเจาะ DNV-GL ได้รับการรับรอง สายการผลิตหุ้มด้วยเลเซอร์อัตโนมัติเต็มรูปแบบแห่งแรก ตลับลูกปืนเลื่อนพินดาวเคราะห์ขนาด 16 MW ในการทดลองชุดเล็ก รายได้จากแบริ่งเลื่อนลมปี 2023 +275% คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในปี 2568 SKF ถือหุ้น 6.96% และให้ความร่วมมือในเรื่อง 'การเลื่อนแทนการกลิ้ง'; รายรับปี 2568 619 ล้านหยวน (+19.5%) ไตรมาส 1 ปี 2569 162 ล้านหยวน (+34.6%)

Shenke: บริษัทจดทะเบียนแห่งแรกสำหรับตลับลูกปืนเลื่อนแบบผนังหนา โดยเป็นผู้จัดหา Goldwind และ Mingyang จัดตั้งบริษัทย่อยด้านพลังงานลมนอกชายฝั่งในปี 2568 กลุ่มของรัฐเข้าควบคุมสัดส่วนการถือหุ้นในต้นปี 2569

Chang Sheng Bearing: เสร็จสิ้นการทดสอบตลับลูกปืนเลื่อนกระปุกเกียร์แบบกึ่งตรงขนาด 6 MW ส่งมอบสำหรับการทดลองภาคสนาม

Shuangfei: การผลิตจำนวนมากของตลับลูกปืนเลื่อนกระปุกเกียร์กำลังขนาดใหญ่พิเศษ Jinlei จัดส่งตัวอย่างเสร็จสิ้นแล้ว

ระหว่างประเทศ: Miba (การผลิตจำนวนมากตั้งแต่ปี 2019 ขยายกำลังการผลิต อ้างว่าเป็นไปได้ 20 เมกะวัตต์), Winenergy, RENK, Kingsbury, Waukesha, GGB ฯลฯ

5. เส้นเวลาการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม

ยูนิตแม่เหล็กถาวรแบบป้อนสองเท่าและแบบกึ่งตรง / ความเร็วปานกลางเป็นเป้าหมายหลักสำหรับตลับลูกปืนเลื่อนเพลาหลัก หน่วยขับเคลื่อนโดยตรงมีความเร็วต่ำมากและเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ ทำให้การสะสมฟิล์มน้ำมันทำได้ยากที่สุดและมีความคืบหน้าน้อยที่สุด

ความท้าทายทางเทคนิคหลักในปัจจุบัน : การสะสมของชั้นฟิล์มน้ำมันที่ความเร็วต่ำมาก (<0.2 ม./วินาที) การสึกหรอขณะสตาร์ท-สต็อป และการลดขนาด/น้ำหนักสำหรับผ้าเบรกขนาดใหญ่ เมื่อกังหันเคลื่อนที่ไปยัง MW ที่ใหญ่กว่าและอยู่ในน้ำลึก แบริ่งเพลาหลักต้องเผชิญกับความเครียดจากการสัมผัสที่เพิ่มขึ้น ข้อจำกัดอายุการใช้งานเมื่อยล้า และต้นทุน O&M ที่สูง 'การเลื่อนแทนการกลิ้ง' – การใช้ตลับลูกปืนเลื่อนขนาดใหญ่เพื่อทดแทนตลับลูกปืนกลิ้งแบบดั้งเดิม – ให้การแบ่งโหลดฟิล์มน้ำมัน การกระจายความเค้นที่สม่ำเสมอ การต้านทานแรงกระแทก โครงสร้างที่กะทัดรัด และต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ดีขึ้น กลายเป็นทิศทางการสำรวจที่สำคัญสำหรับเทคโนโลยีเพลาหลักรุ่นต่อไป

บริษัทของเรา มีประสบการณ์หลายปีในธุรกิจขนาดใหญ่ ตลับลูกปืนเลื่อน ที่ มีความสามารถทั้งโซ่ตั้งแต่การเลือกวัสดุ การออกแบบโครงสร้าง การจำลองการหล่อลื่น การผลิตที่แม่นยำ ไปจนถึงการทดสอบและการตรวจสอบความถูกต้อง เราได้นำผลิตภัณฑ์ของเราไปใช้กับเครื่องจักรกลหนัก ทางทะเล โลหะวิทยา และสภาวะการรับน้ำหนักสูงอื่นๆ โดยสั่งสมประสบการณ์ด้านวิศวกรรมอันยาวนาน สำหรับตลับลูกปืนเลื่อนเพลาหลักลมในด้านที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ เราหวังว่าจะได้สำรวจความร่วมมือกับ OEM คู่ค้าตลับลูกปืน และสถาบันวิจัย – ร่วมกันพัฒนาความเป็นไปได้ทางเทคนิค การทดลองต้นแบบ และการตรวจสอบภาคสนาม – เพื่อสนับสนุนโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับการลดต้นทุน การปรับปรุงประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงานลม