近年来,随着风能产业的蓬勃兴起,风机制造技术也得到重视和发展。从趋势来看,风机规模和输出功率正在不断加大,这就要求系统必须有能力承载比以往更大的负荷并达到更高的性能要求。从风场运营的角度讲,延长风机的运行寿命以及降低维护成本是提高风力发电利润的关键。这些因素使得风机成为对系统和部件供应商来说最具挑战性的应用之一。
铁姆肯公司采用技术性销售模式,在客户的产品设计初始阶段就提供技术支持,协助客户针对应用场合的具体要求选配或开发适合的新产品。例如,铁姆肯公司和全球领先的风电齿轮箱制造商合作,开发了全球第一款适用于风电行星轮的集成式圆锥滚子轴承。这种设计有效地减小了系统的体积和重量,并提高了系统的可靠性。在售后市场,其为风机运营客户提供先进的状态监测服务,预知轴承失效的发生,有效避免计划外维护。
铁姆肯公司一直致力于不断创新,用其知识和经验给客户带去价值增值。这是一百多年来铁姆肯公司能够不断发展壮大的重要原因之一。在风能行业,铁姆肯开发的新产品和新技术有集成式行星轮轴承、集成式柔性销轴承、抗磨粒轴承、高速轴定位轴承以及低压油脂系统等。这些新产品和新技术正在改变着客户的设计理念。比如之前提到铁姆肯公司开发设计了全球第一款用于风电齿轮箱的集成式行星轮轴承,多年以后的今天已经有越来越多的风机齿轮箱制造商采用了这种解决方案。而且随着海上风电资源的不断开发,风电齿轮箱制造商对功率密度以及可靠性的要求将会提升到一个新的高度,因此可以预见这种解决方案将在海上风机设计中大放异彩。

性能卓越的抗磨粒轴承
此外,非常值得一提的是铁姆肯公司为满足严苛应用需求而开发了Timken抗磨粒轴承。这款轴承能有效应对包括风能设备在内的各种容易受到杂质影响的应用场合,提高对杂质颗粒的抵抗能力,并且可以降低轴承因为打滑而发生各种损伤的风险。此抗磨粒轴承已被成功应用于风机主传动链中的关键位置,比如主轴、齿轮箱行星轮以及高速轴等。
这款抗磨粒轴承结合了铁姆肯公司的特殊表面处理技术和特殊涂层两种技术。与传统研磨和珩磨方法相比,铁姆肯公司的表面处理技术能使零件表面粗糙度更低,从而建立更高的接触面积,有利于提高涂层的附着力。而特殊涂层技术则使产品性能大幅提升:硬度是钢的4倍,弹性是钢的两倍,而摩擦系数只有钢的50%。因此采用此涂层后,轴承在降低摩擦损耗的同时提高了抗磨粒能力。尤其是在润滑不充分的应用中,采用铁姆肯公司特殊涂层技术后可显著提高轴承的使用寿命。据介绍,在此特殊涂层研发过程中,铁姆肯公司研发团队的工程师们遇到的一个最大挑战就是如何提高涂层对零部件表面的附着能力。因为风电应用中通常要求寿命达20年以上,因此涂层附着的持久性非常关键。铁姆肯公司的研发团队通过不懈创新,反复试验,终于开发出新型的抗磨涂层并和特殊表面工艺相结合,显著提高了涂层的附着能力,进而诞生了性能卓越的抗磨粒轴承:减少运行中轴承的磨损;提高系统的功率密度;降低边际润滑下轴承提前损坏的风险;提高系统的耐久性;降低客户的维修成本。
创新方案促成强强联合
铁姆肯公司的风机解决方案获得了国际和国内众多领先的风机制造商以及运营商的青睐,并实现了强强合作,一起在中国乃至海外市场共同推动风能产业的迅猛发展。
美国某风机运营商就利用铁姆肯公司的抗磨粒轴承方案解决了其面临的技术难题。最初,他们购买的风机主轴上采用了调心滚子轴承的设计,但是风机运行还没有超过3年,就发现有些风机上的调心滚子轴承发生了损坏。拆解后,发现双列调心滚子轴承滚道上有严重的微剥落现象,随后他们求助于铁姆肯公司来解决这个问题。铁姆肯公司经过分析认为,由于风机设计已经定型,如果改变设计选择安全余量更大的轴承,通常需要改变主轴或者轴承座的设计,代价将会非常大。考虑到这种情况,铁姆肯公司决定向客户推荐采用抗磨粒轴承的方案,因为增加涂层几乎不会改变轴承的基本尺寸,所以仍然可以沿用现有的主轴以及轴承座,可帮助客户大幅节约替换成本。采用铁姆肯公司的抗磨粒轴承后,客户的问题得到彻底解决,在后期监测跟踪中,抗磨粒轴承运行良好。铁姆肯公司赢得了合作伙伴的信任,随后其在很多合作项目上都开始与铁姆肯公司合作。
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