随着国内企业投入的增加、技术的提升,未来三五年,国产主轴轴承有望与国外品牌并驾齐趋,并在不远的将来实现更大范围的国产化替代。
主轴轴承作为风电机组的核心零部件,载荷复杂多变,可靠性及精度要求高,设计寿命需达到25年以上。由于技术难度大,国外品牌凭借技术和经验积累,长期占据国内大部分市场份额。近年来,随着国内企业在科研、技术、工艺等方面的提升,加上疫情影响和成本压力,国产风电主轴轴承有望在三五年内与国外品牌并驾齐趋,并在不远的将来实现更大范围的国产化替代。
主轴轴承国产化率逐年提高
我国风电装机规模多年呈持续上升趋势,因此,对主轴轴承需求量迅速增加。由于风电主轴轴承对寿命及可靠性要求很高,长期以来,舍弗勒、SKF、NTN三家国外企业占据国内市场的绝大部分份额,而海上风电机组所用的主轴轴承几乎为国外品牌垄断。
“近三年,受国产化替代影响,国外品牌市场份额(陆上风电)逐步降至65%左右。国内主轴轴承从设计到生产制造,和国外产品的差距在缩小。以洛轴为代表的国内主要轴承制造企业,主流机型所用的3~6.25MW主轴轴承已大批量装机使用,10MW以下的海上风电机组主轴轴承也进入研发、样机试用阶段。预计2022年,主轴轴承(陆上)国产化率可提高到40%。随着主机招标价格大幅走低,整机商对轴承等各零部件的成本关注度都在提升,主轴轴承国产化已是大势所趋。国内主轴轴承在保证产品质量的前提下价格优势更为明显,未来三年,国产主轴轴承市场占比超过进口轴承已成必然。”洛阳LYC轴承有限公司(下称“洛轴”)总经理于海波向《风能》表示。
大兆瓦主轴轴承研制难度增加
主轴轴承是风电机组中单价最贵、技术壁垒较高的轴承。风电机组朝着大型化方向迅猛发展,给技术含量较高的主轴轴承国产化带来了不少的挑战。看似只是尺寸的放大,难度却呈几何级增加。大尺寸意味着更高的载荷,加上转速高、运行时间长,这些都要求必须对设计、材料、冷热处理工艺、检测、试验等进行全面升级,也对生产设备和检测设备提出更为苛刻的要求。
常见的主轴轴承有三种:调心滚子轴承(SRB)、圆锥滚子轴承(TRB)、三排圆柱滚子轴承(CRB)。调心滚子轴承多用于双馈、5MW以下机型,其优点在于抗挠动性比较强。直驱和半直驱机型多采用圆锥滚子轴承和三排圆柱滚子轴承,适用于更大单机容量的机组。目前,圆锥滚子轴承是国内企业研发的重点。