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2022年7月27日，全球最大的半直驅(qū)風(fēng)機海上主軸承在洛陽新強聯(lián)回轉(zhuǎn)支承股份有限公司成功下線，并通過中國軸承質(zhì)量檢測中心檢測，各項指標均達到用戶要求。本次下線的“新款”為雙列圓錐滾子軸承，直徑3.5米，重量超過14噸，可承受47500KNM的傾覆力距，適用12MW半直驅(qū)海上風(fēng)機，標志“中國智造”的風(fēng)機主軸承制造技術(shù)已在該領(lǐng)域局域全球領(lǐng)先水平。


8項專利，“蝶變”突破多重壁壘

此次發(fā)布的12兆瓦主軸軸承的背后是3項發(fā)明專利、5項實用新型專利，以及多項技術(shù)壁壘的突破。新款12兆瓦主軸軸承通過對中頻淬火無軟帶工工藝攻關(guān)、通過對感應(yīng)器改進，使?jié)L道淬硬層深度超過10毫米，滿足了海上惡劣工況對高承載能力的要求。同時，通過對每列滾子的有限元分析，保證了滾子及滾道的疲勞壽命的最大化。另外，12兆瓦主軸軸承通過精準研發(fā)、實驗，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中解決了傳統(tǒng)的焊接結(jié)構(gòu)開焊、變形、應(yīng)力集中等缺陷。

行業(yè)人士介紹說，本次新強聯(lián)“12兆瓦海上抗臺風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機組主軸軸承“的下線，解決了大功率風(fēng)力發(fā)電機組一個關(guān)鍵部件國外技術(shù)壟斷和卡脖子問題，也標志著中國軸承企業(yè)從世界風(fēng)電主軸軸承研發(fā)的跟隨者成為自主創(chuàng)新者的身份轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了風(fēng)電軸承技術(shù)新的里程碑。

從“小”大“大”，主軸承進口替代提升加速度

作為風(fēng)力發(fā)電機的核心部件，主軸軸承在風(fēng)機中承擔承受徑向力、提高風(fēng)機傳動效率的功能。風(fēng)電主軸承是風(fēng)機輪轂和發(fā)電機的核心連接傳動件，由于風(fēng)電設(shè)備的工況復(fù)雜、壽命長、可靠性高等使用要求，使得風(fēng)電軸承具有較高的技術(shù)復(fù)雜度，需要保證質(zhì)量的高可靠性，因此其制造不僅技術(shù)含量較高，周期還相對較長。而海上風(fēng)機軸承技術(shù)要求更為復(fù)雜，為降低風(fēng)險，需要進行特別封裝以及一系列防腐蝕工藝處理。因此，風(fēng)電主軸承是業(yè)內(nèi)公認的國產(chǎn)化難度最大的兩大部分之一。

根據(jù)WoodMackenzie的數(shù)據(jù)，截至2019年我國風(fēng)電核心部件基本都實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但主軸軸承的國產(chǎn)化率僅為33%，變槳偏航軸承國產(chǎn)化率僅為50%。

盡管，我國的國產(chǎn)風(fēng)機已經(jīng)進入快速發(fā)展階段，但國產(chǎn)風(fēng)機主軸軸承核心技術(shù)一直被行業(yè)視作“卡脖子”環(huán)節(jié)。尤其在高端市場，德國 Schaeffler、瑞典 SKF、美國TIMKEN 和日本 JTEKT等Hawaii軸承企業(yè)，占據(jù)我國風(fēng)電軸承相當高的市場份額。

2020年，風(fēng)電“搶裝潮”推動國內(nèi)風(fēng)機軸承的需求量大幅增加，為國產(chǎn)主軸軸承的快速崛起提供了空間，以瓦軸、洛軸、哈軸為主的傳統(tǒng)國有軸承企業(yè)以及以新強聯(lián)、天馬股份等民企開始快速吸收國內(nèi)外先進技術(shù)，擴大產(chǎn)能以匹配爆發(fā)的下游需求。同年，我國偏航變槳軸承、2MW以下風(fēng)機主軸軸承基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代，新強聯(lián)自主開發(fā)的3MW 三排滾子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機主軸軸承、雙列圓錐滾子半直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組主軸軸承開始量產(chǎn)并實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。

2021年，隨著新強聯(lián)5.5MW和6.25MW主軸軸承已實現(xiàn)小批量供貨并率先研發(fā)出獨立變槳軸承，我國風(fēng)機軸承技術(shù)日益成熟，在覆蓋中低端產(chǎn)品的基礎(chǔ)上逐步搶占高端產(chǎn)品市場，目前，中國軸承企業(yè)在陸上風(fēng)機板塊已經(jīng)可以完全實現(xiàn)滿足下游客戶需求，并隨著快速擴展的中國風(fēng)機市場快速實現(xiàn)產(chǎn)品升級和迭代。

挑戰(zhàn)與機遇并存，大功率時代下

“十四五”規(guī)劃和“雙碳”政策推動下，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速迭代，風(fēng)機產(chǎn)業(yè)鏈通過設(shè)計改進、對大風(fēng)機技術(shù)的不斷突破，實現(xiàn)越來越低的度電成本，切實推動清潔能源的“普惠化”進程。

在中國風(fēng)電領(lǐng)域新增裝機大型化率不斷提升背景下，更大型風(fēng)機對于軸承在尺寸、穩(wěn)定性等方面也有了更廣闊的市場需求。2017年，中國新增裝機的風(fēng)電機組平均功率2.1MW，2019年已經(jīng)提升至2.45MW。目前，陸上風(fēng)機招標機型已經(jīng)提升至6MW，海上風(fēng)機招標機型已經(jīng)提升至10MW以上。

業(yè)內(nèi)專家介紹說，大功率風(fēng)機軸承不僅要求在在硬度不變的情況下實現(xiàn)更大的尺寸，還需要在徑向力和軸向力增加的情況下保證可靠性并達到設(shè)計使用壽命，對軸承廠商在研發(fā)能力、硬件設(shè)備支持、生產(chǎn)管理能力、檢測分析能力上都有更嚴格的要求，但于此同時，能夠突破技術(shù)壁壘，率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級的廠商也將成為行業(yè)先驅(qū)，率先分享新市場的紅利。

原標題：再破風(fēng)電“卡脖子”！全球最大半直驅(qū)風(fēng)機海風(fēng)主軸承“上線”