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构建高逼真度的风电轴承实验验证体系,推动

来源:轴承厂 时间:2025/4/8

近日,年辽宁黄海实验室轴承论坛在大连理工大学隆重召开。此次论坛汇聚了来自辽宁黄海实验室、瓦房店市科技局、大连理工大学、大连工业大学、金风科技以及瓦房店轴承集团等多家单位的专家学者。会议主题聚焦于风电轴承的研发与测试,旨在推动风电行业的技术进步与质量提升。金风科技测试方向的专业总工程师杨炯明博士受邀出席并发表了《风力发电机组轴承测试试验分享》的报告,与大家共同探讨和分享了风电轴承测试的最新技术与成果。轴承,这一核心基础零部件,不仅承载着国家在先进工艺、关键材料及产业技术上的综合实力,更是国民经济与国防安全的重要基石。在风电领域,轴承被誉为风电机组的“心脏”,其质量直接关乎机组的稳定运行。尽管我国风电行业在轴承创新上取得显著进展,但“轴承失效”问题依然严峻,成为影响风电机组稳定运行的主要隐患之一。

“轴承失效”表现为滚动接触疲劳、腐蚀、电蚀及断裂等多种形式,这些失效模式不仅威胁机组的稳定运行,还可能导致停机、过载等安全风险。其成因复杂多样,涵盖气候环境、地形地貌、风参造成的载荷超限,以及预紧力不当、尺寸链偏差、涡激振动引发的极端冲击等多种因素,使得问题溯源变得极具挑战。由于风电轴承的检修维护涉及停机和高空拆卸,导致运维成本高昂、工程量大,加之多种复杂因素的影响,使得“先污染,后治理”的传统模式难以适应风电行业的可持续发展需求。为了从根源上解决这些问题,我们必须重视并加强实验验证体系的建设。虽然汽车产业在这方面已经相对成熟,其全域验证体系覆盖了从设计到市场反馈的各个流程,但风电行业仍需借鉴并不断完善自己的验证体系。杨炯明强调,“虽然汽车的全域验证在初期可能增加了验证成本,但标准化后的流程将极大推动产业化进程,为风电行业的产能提升提供有力支撑。”全域验证的实现,要求对产品从设计到市场的全流程进行详尽把控。杨炯明提出,轴承实验验证体系的建设应采用“化整为零”的策略。鉴于轴承在生产制造、气候环境以及运行使用过程中会面临上千个条件因素的挑战,企业可以借助大模型技术来构建一个全面的数据库,并对这些条件进行拆解和分析。这样,不仅可以识别出高风险的不确定因素,还能制定相应的风险规避和验证措施。同时,通过构建高逼真度的多综合应力验证环境,实现“消除不可测”和“可测更精准”的目标。此外,结合基于仿真模型的仿测一致性验证与鲁棒性试验,我们可以逐步形成一套适用于风电轴承领域的全域验证体系,从而推动高质量发展战略的实施,打造“中国智造”的全球品牌,为全球客户提供全生命周期质量更优、保障更强的产品。该全域验证体系的优势在于其详尽的场景拆分和精准的问题溯源。随着运行数据的不断积累,该体系能够形成专项辨识和模块化管理,从而显著减少问题辨识与处理的资源和时间成本,为轴承的质量和运维工作带来极大的便利。此外,一旦验证点得以定位,除非出现颠覆性的工艺变化,否则无需在新产品上重复验证,这有助于降低实验成本,缩短实验周期,实现更高效的验证流程。

然而,“快刀”还需“好钢”磨。建设这样一套全面的验证体系需要深厚的前期积累。金风科技自创立以来,便致力于推进实验验证体系的建设。在年,他们就建立了国内首个5MW传动实验台,并经过多年的发展与壮大,现已拥有16MW六自由度传动实验台、大兆瓦四自由度主轴承实验台等世界领先的实验平台。这些成就使得金风科技能够提供从零部件级到整机级的全方位、多层次的实验验证服务。大兆瓦四自由度主轴承实验台,能够进行多自由度加载试验,全方位模拟主轴承在现场的各种工况,包括启停、Idling、极限以及急停等。通过高加速寿命试验,该平台能迅速验证主轴承及轴系的设计准确性及失效模式,并支持最大至20MW级别主轴及轴系的寿命验证。在自主创新的道路上不断前行,金风科技积极投身于国产化轴承的研发与生产。已与多家国内轴承厂商携手合作,共同开发出多款主轴承产品,并成功进行了多台主轴承的寿命可靠性验证,从而成功打破了国外主轴承设计在市场上的垄断地位。金风科技还主导制定了主轴承试验技术规范、偏航及变桨轴承试验技术规范等多项中国能源行业标准,为行业的标准化发展贡献力量。

成熟稳定的技术和高度可靠的轴承产品,是风电行业实现高质量发展的关键基石。金风科技将继续秉承“风电长跑理念”,依托自身技术优势,不断寻求创新突破,积累宝贵经验,并与行业同仁携手并进,共同推动中国风电全域验证体系的早日建成,助力风电产业实现更为迅猛的发展。

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