风力发电机组中有很多旋转部件，都用到轴承，其中最重要的是主轴轴承、偏航轴承与变桨轴承，这些轴承的结构与普通轴承不同，本课件将介绍其结构与特点。

风力机主轴轴承有一个或前后两个，主轴轴承承受的力主要有风叶及轮毂的重量、风通过风轮作用在主轴的力，因而主轴轴承主要承受径向力, 也受由于风力而产生的轴向力，由于风力的变化，风的湍流，主轴会产生弯曲、摆动，要求主轴弯曲倾斜时也能正常转动，也就是说轴承必须有好的调心性能。

本课件介绍风力机主轴前轴承，其安装位置位于转子轮毂后，该轴承主要受力是径向力与倾覆力矩。球面滚子轴承有良好的调心性能，称为调心滚子轴承，允许轴承在运转时内圈与外圈之间有轻微的偏斜和错位，所以，风力发电机广泛使用调心滚子轴承作为主轴轴承。图1是一个调心滚子轴承的结构图。

与普通轴承一样，球面滚子轴承由外圈、内圈、滚子与保持架组成，其主要特点是滚子与滚道不同。

球面滚子轴承的外圈的内周是球面，球心在轴承的中心位置，这个球面就是滚道。轴承有有两列滚子，共用外圈的球面滚道，滚子呈鼓形，鼓面与外圈球面滚道相吻合，称为球面滚子。对应两列滚子在轴承内圈有两条滚道，与轴承轴线倾斜成一定角度，见图2左图。两列滚子不仅可以绕轴承轴线旋转，还能以轴承中心转动，图2右图就是内圈轴线与外圈轴线倾斜5度时的状态，此时内圈依然可绕自己的轴线自由旋转。所以说球面滚子轴承具有自动调心性能，也称为调心滚子轴承。由于滚子与内圈外圈的接触是线不是点，所以可以承受径向重负荷和冲击负荷。

机舱通过偏航轴承安装在塔架上，叶片通过变桨轴承安装在轮毂上，这些轴承要承受轴向力与径向力，同时还要承受巨大的倾覆力矩。

图4是一个偏航轴承的剖视图，轴承由外圈、内圈、滚子与保持架组成（图中没显示保持架），其滚子采用球形滚子，与普通轴承的区别是滚道不同。

四点接触球轴承多用在轴向载荷大、同时倾覆力矩大的场合，在风力机的偏航轴承与变桨轴承广泛使用。其轴承的直径较大，厚度相对直径较薄，也称为转盘轴承。

作为风力机的偏航轴承或变桨轴承通常把驱动齿轮直接做在轴承圈上，图4是外齿四点接触球轴承，齿做在轴承外圈外部；图6是内齿四点接触球轴承，齿做在轴承内圈内部。

双排四点接触球轴承

目前大型风力机的变桨轴承多为双列滚子轴承，有两排球形滚子，与偏航轴承类似，滚道采用四点接触结构，故称为双排四点接触球轴承。

变桨轴承安装在叶片与轮毂之间。与偏航轴承类似，有外齿轮轴承与內齿轮轴承，用于电动齿轮变桨。还有无齿轮轴承用于液压驱动变桨或齿形带驱动变桨。

双排四点接触球轴承对轴向力、径向力、倾覆力矩都有很好的承载能力。图11显示了內齿轮双排四点接触球轴承的结构，轴承外圈用螺栓安装在轮毂上，叶片用螺栓安装在轴承内圈上。

图12显示了外齿轮双排四点接触球轴承的结构，轴承内圈用螺栓安装在轮毂上，叶片用螺栓安装在轴承外圈上。

双列圆锥滚子轴承

直驱式风力发电机组没有齿轮箱，主轴分双轴承结构与单轴承结构两种。单轴承结构的风力机主轴只有一个轴承，由于一个轴承对倾覆力矩的承受能力较差，解决办法是采用大直径轴承，目前单轴承结构使用的轴承直径已超过3m，采用双列圆锥滚子轴承。由于滚子轴线与轴承轴线之间有夹角，使轴承能承载轴向负荷，夹角越大轴向承载能力越前强。滚子是圆锥状，所有滚子圆锥表面的投影线都在轴承轴线的同一点相交。所以这种轴承有很好的轴向负荷、径向负荷、倾覆力矩的承载能力。

图13是双外圈双列圆锥滚子轴承，为了安装，轴承的外圈由两个并合组成，组合安装，两外圈之间有中隔圈，改变中隔圈厚度来调整轴承的游隙。轴承游隙是轴承滚子与轴承内外圈之间的间隙。