微型
轴承“跑圈”分析
根本原因是由于微型轴承选型、结构设计和载荷设计不当，制造过程中工艺控制不当，轴承间隙调整不当，轴承润滑不当，设备储存或运输不当等。造成轴承滚子与轴承滚道之间严重的滑动半干摩擦，最终导致轴承“跑圈”。
1.环形轴承
(1)采用双列调心滚子轴承的兆瓦级风电机组主轴轴承同时承受轴向和径向载荷，失效概率高。这是因为双列调心滚子轴承的游隙较大，上风侧的轴承承受的载荷很小，大部分径向载荷和轴向力由下风侧的轴承承受，导致滚子过度打滑。此外，由于润滑不良，材料出现麻点、剥落，座圈、滚子、保持架受力不均变形，改变了座圈与轴承座的配合，造成“跑圈”、卡死等通病。
(2)在新型传动系统的设计中，主轴轴承很少使用调心轴承，推荐使用圆锥滚子轴承，这种轴承具有很强的径向和轴向承载能力，通过预紧可以使滚子均匀受力，使滚子不易产生滑动摩擦。但由于装配工人在安装过程中经验和技术要求较高，轴承间隙调整不当仍可导致半干滚动摩擦，进而导致跑圈故障。
(3)微型轴承装配采用热装法。由于没有足够尺寸的加热装置，采用局部加热方式，导致轴承受热不均匀，变形。
(4)机组在运输过程中减振措施不当，或某一部分轴承长期受力，导致滚道局部变形。
(5)目前，运行中风力发电机主轴轴承的润滑方式主要有脂润滑和压力润滑油润滑两种，其中脂润滑所占比例较高。风轮的转速一般为10-20转/分，主轴轴承和行星架支撑轴承由于转速低，往往难以形成油膜。如果油膜厚度不足以分开两个金属表面，润滑达不到预定效果，轴承早期磨损，产生材料剥落和半干滑动摩擦，导致轴承跑合。压力润滑非常有利于改善轴承的工作条件。除了能及时形成油膜保护滚道滚子外，还能带走热量和磨粒，延长使用寿命。在条件允许的情况下，建议使用压力油润滑主轴轴承。
2.齿轮箱轴承
变速器中轴侧轴承的运转圈数比高于行星齿轮轴承。两者原因不同。
高速轴侧轴承
(1)轴承与轴承座的配合公差不合理，导致过盈量不足。由于风力发电机的外部环境差异很大，标准公差带可能不适合运行条件。
(2)装配时工艺控制不严格，造成轴承与轴承座配合的上限偏差和下限偏差。事实上，在装配现场已经发现，装配工选择过盈量小的轴承进行装配。
行星轮轴承
(1)风电机组齿轮箱在实际使用中的最大功率可能达到额定功率的3倍以上，特别是在增加叶片的情况下，风电机组的转动惯量大大增加，机组启停时对传动系统的冲击负荷也大大增加。国产机组在样机基础上增加叶片后，没有对齿轮箱进行相应的重新设计，导致刚性相对较差的齿轮箱行星轴系和中间轴系产生偏心载荷，加剧了轴承应力集中的发生，进而造成轴承跑圈。
(2)行星轮系的结构设计薄弱。根据国家标准GB/T19073，风力发电机组齿轮箱规定行星齿轮的轮毂厚度不应小于模数的3倍，以保证齿轮座圈有足够的刚度来抵抗齿轮受力引起的变形。行星齿轮的变形是轴承运转的重要原因之一。国内变速箱厂批量运行的行星齿轮轴承失效，正是因为设计不符合标准提出的齿轮轮毂厚度要求。
针对行星轴系的偏心载荷，国外采用浮动行星传动机构来达到均载的目的。但是这种结构在变速箱装配调整时比较复杂。
鉴于风电机组的空间限制使得行星齿轮的结构尺寸难以满足刚度要求，国外提出了行星齿轮与轴承外圈一体化的解决方案和一体化柔性销方案(见图1)。杭齿和南高齿分别制造了几款一体化结构和一体化柔性销结构的变速箱。由于行星齿轮需要根据加工工艺分别在变速箱厂和轴承厂进行加工、热处理和产品检测，大大增加了变速箱的成本。在目前的市场价格下，国内风机企业很难接受。而国外整机企业已经批量采用了这种结构的变速箱。
