1.1.2  我国风电产业的发展现状

一项由美国国家可再生能源实验室(NREL) 与中国综合资源利用协会可再生能源专业委员会的合作调查显示，我国陆地可安装达14亿千瓦的风力发电装备，在考虑海上的情况下，总资源将会达到20亿千瓦以上[4]。

近年来，中国风电等新能源发展迅速。风电是目前技术最为成熟和开发规模最大的清洁可再生能源，虽然中国的风电资源条件和国外相比差距很大，但是中国在风电规划设计、调度管理、运行控制、技术标准等方面，获得突破性的进展。用5年半时间走过了美国、欧洲15年的风电发展历程，实现了风电从200万kW到5000万kW的跨越[5]。中国的风电装机容量和发电量都已经超越了国外先进水平。

新世纪以来，我国的风力发电产业驶入发展的快车道，风电的装机容量年年攀升。“十一五”期间，我国风电装机总容量为126万KW，居世界第10位，亚洲第3位，成为了世界发展风电的主要市场之一。2012年8月15日，中国国家电网公司新闻发言人张正陵在北京表示，截至目前，中国并网风电达到5258万KW，中国已取代美国成为世界第一风电大国。

1．2  风电技术的发展趋势

风力发电机组从诞生到现在，其技术取得了很大的发展。从风力机的功率调节方式来说，由定桨距风力机发展为变桨距风力机，由定速运行发展为变速运行；从驱动链的变化来说，由多级齿轮传动发展为半直驱和直驱传动。

随着风力发电技术的不断进步，海上风能成为目前风电发展的一个新的趋势。

风力发电机组不断大型化、变速变桨距控制替代定速定将、独立变桨代替统一变桨已经直驱技术等，是目前风力发电技术发展的要点。

1．3  42CrMO材质风电主轴在风力机中的应用

1.3.1  风电主轴的结构及性能要求

    风电主轴是风力发电机组中的重要结构，其连接了轮毂跟齿轮箱或者发电机转子。为了能够方便的将各种线缆从机舱连接到轮毂，通常主轴都是中空的。主轴承必须能够承担来自转子系统的绝大多数的负载及所有重量[6]。

图1.1  风力发电机组机构图

图1.2  风电主轴实物图

风力发电齿轮箱作为风力发电机组中重要的部件，它将叶轮受风力的作用而旋转产生的动力传导给发电机发电，同时将很低的叶轮输入转速转变为能够满足发电机所需的转速，其传动系统可以被视为一种受无规律的变向载荷风力作用以及强阵扭矩冲击的变载荷条件下工作的重载、低速、增速的齿轮传动。

由于机组一般安装在海滩、海岛、高山、荒野等风口处，常年经受极端温差和酷暑严寒的影响，同时所处的自然环境交通不便，齿轮箱安装在塔顶非常狭小的空间内，一旦出现故障，修复工作十分困难,故相比一般机械，对其使用寿命和可靠性都提出了高得多的要求。

主轴作为齿轮箱中非常重要的组成部分，因其工作位置、作用的特殊性，容易出现磨损、断裂等常见损坏[7]。

表1.2  齿轮箱的常见故障

损坏部件 损坏表现形式

轴承 滚珠脱出、烧伤、温度变化异常、保持架变形； 

轴 磨损、断裂

箱体 裂开、变形

紧固件 断裂

渗漏油 高压油管及其旋转接头处、箱体内的齿圈结合面 

油温高 典型风电主轴材料的调质处理与组织性能研究(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_76614.html