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, 以及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，要求主轴有强抗倾覆力矩的能力，也就是说轴承必须有多方向承载能力。本课件介绍风力机主轴前轴承（后轴承多数是一样），其安装位置位于转子轮毂后。轴承主要结构与普通滚子轴承相同，包括轴承、轴承座、轴承座端盖、密封圈等，见图1。

图2是轴承的剖开图，可以看到轴承内部组成。

拧开端盖螺栓，可对轴承进行拆解，图3是轴承的拆解图，可以看到轴承部件的结构。在实际应用中密封圈起到夹紧轴承的作用。

轴承座两侧有底板，底板上有螺栓孔，底板是轴承座的支脚，用螺栓穿过螺栓孔，把轴承座安装在风力机的机座上。

主轴轴承主要受径向力、轴向力与很大的倾覆力矩。轴承要能在内圈与外圈之间有一定偏斜和错位时仍能正常运行，这就要求轴承有良好的调心性能。球面滚子轴承有良好的调心性能，称为调心滚子轴承，在风力发电机广泛使用调心滚子轴承作为主轴轴承。图4是一个调心滚子轴承的结构图，轴承由球面滚子、保持架、轴承内圈与轴承外圈组成。

图5是风力机调心滚子轴承拆解图，可以清楚看到轴承各零件的结构。

调心滚子轴承之所以能调心是特殊的滚子与滚道结构，调心滚子轴承的外圈的内周面是球面，球心在轴承的中心位置，这个内球面就是滚道。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6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6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。所以说调心滚子轴承具有自动调心性能。由于滚子与内圈与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。

图7是一张调心滚子轴承产品照片，可以看出，轴承内圈可以在轴承外圈内任意角度转动。

图9  外齿四点接触球轴承

图12是外齿四点接触球轴承，齿做在轴承外圈外部。

图17是组合后的单列圆锥滚子轴承

单列圆锥滚子轴承能能承载径向负荷，但只能承载单方向轴向负荷，常需与其他轴承配合使用，采用2个单列圆锥滚子轴承可以承载双向轴向负荷。在超大型风力发电机组采用2个单列圆锥滚子轴承组成两点支撑结构，称为TRB+TRB结构，图18是采用TRB+TRB轴承结构的风力机主轴与轴承座。

在超大功率半直驱风力发电机组的主轴轴承就采用TRB+TRB结构。

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，使轴承能承载径向负荷与轴向负荷，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19是双外圈双列圆锥滚子轴承，相当二个单列圆锥滚子轴承面对面组成。二个轴承的内圈整合成一个内圈，为了安装，轴承的外圈仍为二个，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。

图20是双内圈双列圆锥滚子轴承，由二个单列圆锥滚子轴承背靠背组成，二个轴承的外圈整合成一个外圈，为了安装，轴承的内圈仍为二个，两内圈之间有中隔圈，改变中隔圈厚度，即可调整轴承的游隙。

大直径双列圆锥滚子轴承在风电中的应用见单轴承直驱风力发电机组课件。

把圆柱形滚子轴线与轴承轴线成45度排列，相邻滚子交叉排列（相互垂直），见图21（图中橙色的是略带锥面的滚子），为了同时承受多方向载荷。

图22也是交叉圆柱滚子转盘轴承结构图片。采用交叉圆柱滚子可承受更大的载荷。

用在轴向载荷特别重，径向载荷较轻的场合的转盘轴承，采用不同的滚子进行组合，用柱形滚子承受轴向载荷，用球形滚子承受径向载荷，称为球柱联合式转盘轴承，见图23。球柱联合式转盘轴承主要承受轴向载荷，承受倾覆力矩能力较差。

转盘轴承除了用在风力机的偏航轴承与变桨轴承外，还用于起重机、塔吊、冶金矿山机械、国防工业等重型设备。转盘轴承还有其他一些结构形式，这里不再介绍了。