本文针对目前常见的几种48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 设计方案进行了综合比较，并着重分析了目前国内设计人员对单列圆锥双48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 方案存在的一些误解和顾虑。
　　对于2MW以上的风电机组尤其是直驱型风电机组，传统的调心滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 设计方案已经比较少见，而主流的刚性48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 设计方案主要有3种形式，分别是：
　　方案a：圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 +圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 双48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 方案；

这种方案被广泛地应用于兆瓦级风电机组的主轴支撑结构中，国外某知名设计公司已经成功把这种设计方式应用于5MW的机型之中，也有风电机组制造商采用此方案用于6.5MW的直驱风电机组之中。值得一提的是，这种设计方案的布置形式有两种选择：

一是圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置于上风向位置，圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置于下风向位置；

二是TIMKEN圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置于下风向位置，圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置于上风向位置。

这两种不同的布置形式都有风电机组制造商在采用，在实际应用中各有优劣。但无论哪一种布置形式，一般圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 都作为固定端支撑而承受轴向力，而圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 则作为浮动端而吸收轴向热膨胀。TIMKEN圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 被布置于上风向时，由于其不仅要承受很大的径向力而且还要承受轴向力，48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 所需的承载能力要远远大于下风向的圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 。因此，timken48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的成本相对会比较高。但是，圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 可以采用负游隙使主轴系统的整体刚性得到提高。总体来看这种方案最大的优点是稳定性比较好，温差的变化对于48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 游隙影响比较小，只要在设计时把温差影响考虑进去就没有问题了。不过，在选择48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 游隙时要尽可能地保证两列48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 都有足够理想的承载区域。该方案中圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 和圆柱滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的载荷支撑点理论上都位于48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的中心位置，如图1所示。因此，采用该方案后，同等条件下主轴应该比其他两种方案要长。在3MW以下风电机组中该问题也许并不突出，但如果风电机组设计功率继续上升，轴及48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 座的加工难度及成本会随之加大。

　　方案b：超大双列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 单48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 方案；

　这种方案最大的特点就是主轴非常短，为了提高抗倾覆力矩的能力，48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 径向直径很大而且采用的锥角也非常大，一般接近于45锥度，以此来提高48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的两个实际支承点的跨距，增加刚性支撑能力。这种方案在直驱型、双馈型风电机组和混驱型风电机组中都比较常见，原因在于整个轴系传动链的设计非常紧凑，一般情况下，48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的游隙值采用负游隙，以实现性能的优化。在一些设计中48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 内外圈也直接依靠螺栓连接而省去了主轴以及48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 座。如果采用这样的设计，必须要对螺栓的夹紧力对48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 游隙的影响进行深入的分析计算。
　　从实践的经验来看，这种48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 设计非常适合超紧凑型风电机组理念，因为可以有效地控制机舱重量。目前国内2MW，2.5MW，3MW和5MW都有机型批量化地采用这种设计方案，其风场运行情况也是稳定可靠的。 
　　方案c：单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 双48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 方案。
前两种方案国内设计人员已经比较熟悉，但对于单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 双48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 方案，国内许多设计人员还是相对比较陌生的，而实际上这种方案在国外早已是非常成熟，并有商业化风电机组批量运行经验。这种方案又分为长距离跨式布置形式以及悬臂梁布置形式。以往功率较小的风电机组可以采用跨式布置形式，其优点是48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 受力较小，成本相对较低，但功率较大时随着叶片以及轮毂尺寸的变大，主轴也不得不随着变长。因此，主轴的加工开始变得困难。比较来看，跨式布置形式在国外有不少应用，但国内却比较少见。与之相对应的是采用悬臂梁布置形式时上风向48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 尺寸较大，成本较高，但主轴设计的限制比较少，加工相对也要简单一些。通常齿轮箱里两个单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 采用面对面的布置形式，但风电主轴上却采用背对背安装，主要是为了提高48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的实际支承距离从而降低48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 支反力或者说提高系统承受倾覆力矩的能力，因此采用该种方案时主轴的长度可以比双列圆锥加圆柱的方案要短一些。如果从成本角度来看，整个轴系（含48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 ）的综合成本要比第一种方案低。从48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 内部设计的角度来看，一般适合采用锥角略大的设计以进一步提高跨距，尤其是在下风向48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 承载能力足够的情况下。另外，下风端48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 受力较小，所以可以采用较小的48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 以降低成本。当然如果是48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 座连接轮毂转动，下风向48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 由于承受了轴向力，因此要具体情况具体分析。

　　正如很多设计人员担心的那样，这种设计在调整游隙时具有一定的难度，主要原因是单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 采用了背对背的布置而且内外圈都是紧配合。但从实践来看，只要掌握了一定的技巧或者说方法之后是完全可以克服的。我们和主轴设计人员交流时一般会提供两种游隙调整方法，一种是通过现场测量和计算，另一种是采用一个标准内圈模块。这两种方案在国外以及国内都有应用。　　实际上，由于游隙是现场测量调整，实际的装机游隙能够控制在一个非常小的范围之内。第一种方案圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 安装后游隙范围一般在0.2mm-0.4mm，而这种方案则可以控制在0.1mm之内，使预紧力控制更为精确。而且从实践来看，这种方案48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的寿命曲线相对比较平缓，所以所允许的游隙误差和安装误差也比较大；

　　很多设计人员还有另外一个顾虑，那就是热胀冷缩。由于风电机组所处的环境温度变化比较大，所以他们担心在比较极端的温度下48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的游隙变化太大，从而导致48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 发生提前损坏。事实上，这种担心是没有必要的。首先必须要把温度变化和温差区分，其次要正确认识圆锥48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置形式对温度敏感性的问题。影响48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 游隙的是内外圈的温差而不是整体环境的温度变化，环境温度从常温上升到50摄氏度时，不仅仅只有轴会膨胀，其他的部件也会。在膨胀系数差别不大的前提下，游隙的变化不会有很多人想象的那么大。还有更重要的一点就是单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 布置形式分为背对背布置以及面对面布置，这两种布置形式适用于不同的应用，在风电机组主轴上为了提高抗倾覆力矩的能力，一般采用背对背的布置形式。这两种布置形式48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 的运行游隙对温差敏感性是完全不同的。假定在一个应用中，有两个锥角为23°的单列圆锥滚子48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 被布置成背对背以及面对面两个形式，假设温差达到20℃，48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 之间距离为2m，48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 外圈平均工作点直径0.9m，零部件的膨胀系数为12*E-6，那么面对面安装时轴向游隙的变化为0.984mm，背对背安装时轴向游隙的变化为0.024mm，两种不同布置形式对温差的敏感性差别极大。对此，也许会有人不解——只是换了个布置形式为什么差别有这么大？实际上，轴的膨胀有两个方向，一个是径向，一个是轴向，径向的膨胀会导致游隙的减小，但轴向的膨胀在背对背布置会增大游隙，最终游隙的变化大小取决于48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 直径，锥角以及48365大写_beat365英超欧冠平台_sportstream365 间距离这些因素的综合影响，在设计阶段如果预先把温度的影响考虑进来，那么热胀冷缩对游隙的影响几乎可以忽略不计。
　　其实这种设计方案在国外已经比较普遍，采用这种设计的最大机型是10MW风电机组，实际安装的最大机型已达到7MW。而国内也有一些厂家已经采用这种方案，已经装机的最大机型是5.5MW风电机组，批量化生产的有2MW和2.5MW等机型。由于在5MW以上机型中采用这种设计方案的优势比较明显，目前国内其他大部分风电机组生产商也都在尝试这种新型设计方案。针对3种方案各自的优缺点，我们对其进行了简单的定性比较。