锻造与冲压2023.642Technology技术应用再结晶退火在风机主轴轴承保持架中的应用文／赵培振，郑世育，郑广会，袁锡铭·山东金帝精密机械科技股份有限公司通过分析风机主轴轴承保持架在冲压加工过程中材料内部晶体变形特点，探索恢复材料晶体组织初始形态的退火方式。研究冲压保持架加工后的形变，引入再结晶退火工序，减小了保持架的残余应力，改善保持架的时效变形，从而达到使风机主轴轴承保持架的冲压加工尺寸稳定和寿命延长的目的。风力发电机主轴轴承用保持架随着全球降碳脚步的加快，风电行业迎来了良好的发展契机。2020年举办的风能大会上签署的《风能北京宣言》中提出了“十四五”期间保证年均新增装机5000万千瓦以上的发展目标。快速发展的风能行业对风机用轴承保持架有着长期稳定的需求，随着国内相关产业链的发展和调整，风电机组正向着更大容量机型发展。对于大容量风电机组，双支撑单列圆锥滚子轴承与单支撑双列圆锥滚子轴承已经成为直驱、混合和双馈型风电机组传动链的主要轴承选型类型。风电机组主轴轴承类型与功率对比见图1。当前应用于风电机组主轴轴承的保持架，多为钢锻件机加工制成，由于成本高昂，不符合风电平价化的发展趋势。而冲压工艺加工的特大型圆锥轴承用筐形保持架，由于热轧中厚钢板的各向异性较大，以及拉深过程的加工硬化等因素，保持架内部存在较严重的残余应力。随着应力释放，保持架的尺寸精度也会发生变化，给轴承的高寿命、可靠性等要求带来了较大的挑战。晶体及变形分析拉深过程中的变形分析用于风机主轴轴承的保持架直径多在1米以上，冲压加工工艺只能采用热轧钢板生产。兼顾原材料的冲压加工性能及保持架的强度，验证过程中所使用材料为SAE1010，该材料为宝钢依据国际汽车工程师协会标准SAEJ403生产，相当于国标10#钢。SAE1010板材的化学成分及力学性能见表1，保持架材料厚度为9.5mm，大端外径为1.2米。在拉深过程中，板材各部位的应力应变状态不一致。在保持架侧壁，材料在径向拉应力及切向压应力的作用下会产生径向伸长和切向压缩变形；在小端圆角部位，材料承受拉应力，并且受到凸模的压力和弯曲作用，在拉、压应力作用下，这部分的材料变薄较大；由于产生了较大的塑性变形，引起了冷作硬化，1-SRB(双列调心滚子轴承)2-TDI+CRB(双列圆锥+圆柱滚子轴承)3-TNA(单支撑双列圆锥滚子轴承)4-2TS(双支撑单列圆锥滚子轴承)图1风电机组主轴轴承类型与功率对比MW11.52.5510432023.6Forging&MetalformingTechnology...
