跟着国内企业投入的添加、技能的前进，未来三五年，国产主轴轴承有望与国外品牌并驾齐趋，并在不远的将来完成更大范围的国产化代替。

主轴轴承作为风电机组的中心零部件，载荷复杂多变，牢靠性及精度要求高，设计寿数需到达25年以上。由于技能难度大，国外品牌凭借技能和经历堆集，长期占据国内大部分商场份额。近年来，跟着国内企业在科研、技能、工艺等方面的前进，加上疫情影响和本钱压力，国产风电主轴轴承有望在三五年内与国外品牌并驾齐趋，并在不远的将来完成更大范围的国产化代替。

主轴轴承国产化率逐年前进

我国风电装机规划多年呈持续上升趋势，因而，对主轴轴承需求量敏捷添加。由于风电主轴轴承对寿数及牢靠性要求很高，长期以来，舍弗勒、SKF、NTN三家国外企业占据国内商场的绝大部分份额，而海优势电机组所用的主轴轴承简直为国外品牌垄断。

“近三年，受国产化代替影响，国外品牌商场份额(陆优势电)逐渐降至65%左右。国内主轴轴承从设计到出产制作，和国外产品的差距在缩小。以洛轴为代表的国内首要轴承制作企业，干流机型所用的3~6.25MW主轴轴承已大批量装机运用，10MW以下的海优势电机组主轴轴承也进入研制、样机试用阶段。估计2022年，主轴轴承(陆上)国产化率可前进到40%。跟着主机投标价格大幅走低，整机商对轴承等各零部件的本钱关注度都在前进，主轴轴承国产化已是大势所趋。国内主轴轴承在确保产品质量的前提下价格优势更为明显，未来三年，国产主轴轴承商场占比超越进口轴承已成必然。”洛阳LYC轴承有限公司(下称“洛轴”)总经理于海波向《风能》表明。

大兆瓦主轴轴承研制难度添加

主轴轴承是风电机组中单价最贵、技能壁垒较高的轴承。风电机组朝着大型化方向迅猛开展，给技能含量较高的主轴轴承国产化带来了不少的挑战。看似仅仅尺度的扩大，难度却呈几何级添加。大尺度意味着更高的载荷，加上转速高、运转时间长，这些都要求必须对设计、资料、冷热处理工艺、检测、实验等进行全面晋级，也对出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。现在，圆锥滚子轴承是国内企业研制的要点。

设计是研制主轴轴承的要害环节。除风力载荷外，主轴轴承还要接受主轴、叶轮的重力载荷，工况复杂。在设计时，要求轴承具备杰出的抗冲击功能、灵活的调心功能、优异的滚道抗疲劳功能。据上海电气风电集团股份有限公司轴承策略收购王怡介绍，一些才能较强的整机商会聘请专家设计，将设计图纸交给轴承厂出产。假如没有这方面专业才能的话，则需求供货商具备相应的设计才能或委托第三方进行设计。

资料的难点首要在于抗疲劳寿数，这与原资料中非金属夹杂物的类型、巨细、散布有关。其间，脆性夹杂物以及大颗粒夹杂物对寿数的影响最大。因而，如何进一步前进轴承钢的洁净度，减小钢中夹杂物的含量与尺度，前进碳化物的均匀性成为要点所在。此外，主轴轴承的硬度、强度、心部韧性与选材关系密切。为前进零件硬度、确保心表硬度一起，要求资料具有杰出的淬透性、淬硬性及工艺适应性。现在，大兆瓦风电主轴轴承多采用渗碳钢、高淬透性钢和中碳合金钢。

业界专家表明，在轴承钢资料方面，国外品牌近些年培养了国内供货商，其工艺水平、锻炼水平前进很大，资料的纯度和化学成分能和国外企业媲美，但仍有差距。“外企主轴轴承的原资料也购自国内供货商，供货商按照客户的棒材放料锻造，轴承用钢都标着号牌，其金属含量的配比乃是他们的中心秘要之一。”一位业界人士向《风能》泄漏。

就工艺而言，国内企业在研制、出产5MW以下风电主轴轴承上根本不存在难点。不过，更大兆瓦的主轴轴承工艺制作难度添加很多，如冷加工尺度精度、热处理变形、滚动体修形、滚道凸度、资料内部组织操控，更优的表面处理技能，包含如何处理鸿沟摩擦以及外界污染物介入后的光滑问题等。此外，加工更大尺度的轴承需求更大更精细的加工、检测设备，而设备自身价格昂贵。

国产主轴轴承技能的前进也得到了外企的必定。舍弗勒在给《风能》的采访回复中表明，跟着调心滚子轴承运用经历的累积，针对客户的项目，国产轴承现已能够与进口品牌一起提供计划。并且跟着轴承钢资料的工艺水平、锻炼水平的前进，感应淬火热处理的运用推广，以及出产上投资力度加大，国产品牌开发速度很快，为后续的项目开发储藏了经历和产能。

与外资品牌的差距在哪里

舍弗勒、铁姆肯、SKF、NSK等外资轴承品牌的开展历程要远长于国内企业，有些甚至有上百年的历史，具有雄厚的技能底蕴和丰厚的经历。反观国内企业，从2006年国家出台“风电设备国产化率70%以上”方针后才开端霸占风电轴承，主轴轴承的研制仅有十多年时间。

几家国内大型轴承厂相关负责人表明，关于大兆瓦主轴轴承，从研制角度来讲不存在“瓶颈”，欠缺的首要是经历的堆集。这一点，《风能》曾经在对某国外品牌轴承企业采访时相同听到过相似的表述：“少数出产没问题，但是批量化后质量不行安稳，产品合格率有待前进。”

舍弗勒在采访回复中也中肯地指出，国产主轴轴承缺乏研制和运用校核才能，大都需求委托外部团队处理，不利于危险管控。实际运用经历和理论基础仍有上升空间，这一点依然是进口品牌主轴轴承的优势。

据瓦房店轴承集团有限职责公司(下称“瓦轴”)风电主轴轴承研究所所长苍施良介绍，国内外的差距包含：一是计算方面，国外轴承供货商起步早，校核机型多，理论剖析经历与实际装置经历相对丰厚;二是轴承承载才能，国外主轴轴承的承载才能普遍高于国内主轴轴承，这取决于各家的设计理念;三是在出产设备上，国外厂家比国内更先进，出产线的自动化程度更高，高精度数控车床、双端面磨床、机械手、机器人等设备俱全，国内轴承出产厂家的高精尖设备覆盖率低一些。

在设备方面，缺少大兆瓦轴承的实验台架也是一项短板。“实验台架首要是模仿工况，经过加快疲劳，监测温升、油脂清洁度、加载受力等情况，终究拆解检验轴承磨损状况，验证其是否与设计方针相同。现在国内做不了大兆瓦轴承的台架实验，样品一般需求运到西门子歌美飒、GE、维斯塔斯等国外的实验机上验证，且价格不菲，单次实验就要两三百万元，这还不包含运费。”成都天马铁路轴承有限公司(下称“成都天马”)营销总监范佳桥告诉《风能》。

据了解，成都天马于2021年8月下线的8MW海优势电主轴轴承样品，已发送至西门子歌美飒在丹麦的实验台架进行测验，估计将于本年7月完成测验。

现在，国内领先的轴承制作商加大了软硬件的投入。洛轴树立的航空精细轴承国家要点实验室，是我国轴承职业界唯一的国家级企业要点实验室，购置了一批世界领先的剖析软件和检测实验设备，在投主轴轴承实验设备外径可达4米。一起，洛轴高标主轴承出产线将于本年6月底前具备投产条件，洛轴新能源配备轴承智能化出产基地项目已启动，规划对标进口轴承。

洛阳新强联反转支承股份有限公司(下称“新强联”)引进来自意大利萨伊SAET的全数控无软带淬火机床，经过长期的探索，完成了淬火无软带的技能要求。

据瓦轴风电销售公司总经理徐猛介绍，现在，该公司正在投入一个风电轴承新工厂，专门用于出产风电主轴轴承、齿轮箱轴承和电机轴承，估计于2023年投产。

在检测设备方面，国内风电轴承领军企业自2019年开端逐渐投入了进口的相控阵超声波探伤仪、圆度仪、轮廓仪、三坐标等检测仪设备，与国外企业根本没有差异。

但是，在产线设计、5S管理、环境改造方面，国内企业仍需求向外企学习。“外企的厂房非常整齐。环境做得好不好也从一个旁边面反映出管理水平。现在，一些国内企业在成为国外品牌供货商的审核中，在这方面也作出了相应的改进，值得国内同行学习。”王怡向《风能》表明。

国产化需求时机和信任

2010年1月12日，风电设备国产化率70%以上的规定取消。外资企业涌入，简直垄断国内的主轴轴承商场。2020年以来，受国外疫情影响，进口主轴轴承供给受限。跟着国内双碳方针的推动，首要轴承厂家订单量增多，现在现已开端批量出产4MW以上产品。

2021年11月，洛轴研制的4MW调心主轴轴承露脸国家"十三五”科技成就展

其间，洛轴7.0MW渠道主轴轴承将于本年年中装机运转，正在研制的12MW主轴轴承样机估计会在本年年底前交给运用。

据新强联技能总监郝文路介绍，该公司的三排圆柱滚子主轴轴承自2011年完成量产以来，轴承的各项方针到达甚至超越国外轴承，在圆锥滚子轴承方面，3~4MW产品现已量产，5MW以上产品正在小批量出产。

2021年，因疫情构成的影响开端逐渐得到缓解，部分开发企业又要求主轴轴承运用进口品牌，这关于国内主轴轴承制作商是一个挑战。

其间存在的一个普遍现象是，开发企业对运用国产主轴轴承的积极性不高。《风能》从主轴厂和整机商处获悉，阻力首要来自开发企业，由于开发企业相对集中且追求风电场发电效益，在投标时具有更大话语权，会指定装置部件品牌。而整机商场竞争充分，为了拿到订单，关于开发企业提出的条件整机商根本上照单全收，这些条件又会向上传递给部件商。

对此，徐猛表明：“关于新研制的产品，期望合作伙伴能给国产供货商更多的时机，这是一个循环改进的进程，国外品牌也是从失败中不断修正才制作出精品。咱们乐意和合作伙伴一起承当危险。”

据了解，主轴厂在投产时，一般会多投几套，以便有更多工艺摸索、调试的时机，假如产生报废品，则由自己承当，以确保合格产品的出货。

“开发企业收购时，实际上最看重的还是运用业绩。客户对供货商的进程操控才能、硬件水平关注度比较高，例如能否进行有限元剖析做模仿计算，经过实验机实验、挂样机，终究到工程运用。而国内主轴轴承起步晚，商场影响力有限，产品运转时间短于国外轴承供货商，还需求开发企业对国内供货商产品添加了解，一起咱们要增强软硬件的水平。”于海波剖析道。

不过，引进风电轴承加工设备耗资巨大，动辄千万元以上，且相关于其他轴承加工设备而言，风电轴承加工设备运用范围单一。假如该类型产能被商场淘汰，设备本钱将很难收回。

“由于各制作商与整机商构成纵向联合关系，各家产品形式、尺度纷歧，构成商场上产品类型五花八门。一起，由于国内整机价格不断压低，构成国内商场上的价格、需求量不行安稳，往往出现订单出产进程中要求改机型等现象，添加供货商库存压力。欧洲风电商场价格则相对安稳，产品类型较少，计划组织按时，一些国内供货商反而更乐意接国外客户订单。现在，咱们做的很重要的工作便是统型和标准化，期望能够在一个系列或一个兆瓦等级里，尽或许在相同的渠道上挑选标准轴承，从牢靠性、本钱及运维角度来看，也有利于渠道的建设和开展。”于海波呼吁。

抓住机遇，加快国产化进程

在装机规划前进、风电机组产量高速增长的背景下，风电轴承职业进入了高速开展期，大兆瓦产品的国产化亟待突破。

国内首要轴承企业推动风电高端轴承国产化进程

据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)预测，2021~2025年国内风电轴承商场复合年均增长率(CAGR)将到达13%，估计年产值到达106亿元。其间，海优势电轴承商场空间将超越21亿元(约占20%)。风电轴承本钱约占风电机组总本钱的5%，而主轴轴承大概占1.5%，以此推算，风电主轴轴承的年产值在30亿元左右。

国产品牌的价格普遍低于进口品牌，更具价格优势。调心滚子轴承由于运用时间较长，原资料和工艺加工较为老练，价格因标准尺度不同大概在9万~15万元，较进口产品低约40%~50%。圆锥滚子轴承价格在20多万元，比进口产品低20%~30%。三排圆柱滚子轴承故障率低于国外产品，可彻底完成进口代替，价格比国外产品低20%~30%。

在现在的商场中，调心滚子轴承和圆锥轴承简直各占一半。伴跟着更大兆瓦机组的出现，双馈机组也倾向于挑选圆锥滚子轴承形式。

范佳桥剖析，估计三五年后，圆锥滚子轴承将占80%，调心滚子轴承会缩减至10%~15%。由于跟着机型向着大兆瓦开展，载荷会变大，调心滚子轴承的运用将存在局限性。

郝文路则表明，若能克服局限性，三排圆柱滚子轴承将在2~5MW，甚至7MW直驱机组上也具有很好的开展潜力。

面对全面走向平价，在双碳方针的方针引导下，业界关于降本增效的意愿进一步增强，在仍具有降本空间的主轴轴承上完成国产化，被业界寄予厚望。

“主轴轴承现已到了一个要害节点，国外供货也存在着各种因素制约，且价格高。”苍施良认为，“跟着近几年国产主轴轴承技能精度的前进，结合运转时期轴承的表现，未来3年，国产主轴轴承有或许超越进口品牌。价格是一方面，交给才能能保证是另一方面，物流运输距离比较短，加上专业服务团队技能持续前进，经历不断堆集，服务也会占有必定的优势。”

他建议，由政府牵头，以风电整机商为中心，联合部件商和开发企业，一起树立实验风电场，为轴承的设计、制作、运用寻找一起的处理计划，构成一种长效的、可持续的绿色开展新模式。

现在，国家也出台了对首台套的奖励方针，轴承企业能够与开发企业一起参加相关的科研项目，但有业界人士建议，应当添加适当的免责措施，进一步调集开发企业运用国产主轴轴承的积极性。《风能》杂志作者：王芳