主軸軸承及齒輪箱軸承是風電機組的核心部件，伴隨風電機組呈現出加速大型化之勢，應用于超大型風電機組上的軸承的可靠性要求極高、技術難度大，相關技術此前長期被國外壟斷。多年來，洛陽軸研科技有限公司(下稱“軸研科技”)技術中心的研發工程師梁輝潛心研究風電軸承，逐步具備了軸承選型、結構改進、優化設計、仿真分析等能力，為大型主軸軸承國產化貢獻出自己的一份力量。

實力見證“中國制造”

對梁輝來說，選擇軸承相關的工作既是偶然，也是必然。經過7年機械工程的本科與碩士研究生學習，梁輝以優異的成績畢業，并于2021年順利入職軸研科技。扎實的機械設計專業知識，讓他可以勝任各種工程設備的前期開發工作。

軸承屬于風電機組不可或缺的核心部件。一般而言，風電軸承主要包括偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、增速器軸承和發電機軸承等。隨著我國風電行業的快速發展，風電機組單機容量越來越大，風電產業鏈越來越完善，技術及產品已經趕超國外廠商，而其中的核心部件成為了企業進一步提高競爭力的關鍵。

梁輝對此深有感觸，堅信自己學到的知識一定能夠在風電領域派上用場。事實也是如此，他用行動一次次地驗證“中國制造”的產品實力。

其間，梁輝多次配合風電整機商完成關鍵機組主軸軸承設計選型和軸系優化等工作，參與國家級風電相關項目4項，獲得授權專利7項。在他參與開發的三十余款風電機組軸承中，包括國產首臺18MW海上風電主軸軸承、國產首臺11MW陸上風電主軸軸承、國產首臺8MW全系列齒輪箱軸承在內的產品均已完成裝機。

為了更深入理解風電軸承產品設計，梁輝對國產風電軸承的歷史進行了梳理。讓他倍感驚訝的是，從2000年的1.5MW到2021年的7MW海上風電主軸軸承，這一進程用了將近二十年，而在他入職后的3年時間里，國產風電軸承的規格已經提升到18MW，正在走向25MW級別。

風電機組的大型化，使得風電軸承的技術含量與制造難度大幅提升，對配套產品提出了更高的要求。然而，挑戰與機遇并存，具備超大型風電機組關鍵部件的自主研發和制造能力，將對我國實現風電核心部件自主可控和保障產業鏈安全起到重要作用。

優化設計，降本增效

主軸軸承是高精密件，精度控制需要達到微米級，對設計、制造、質量管理、安裝等各環節均提出極高的要求。今年3月，軸研科技研發的世界首臺25MW級風電主軸軸承及齒輪箱軸承成功下線，刷新了當時的全球風電軸承最大單機容量紀錄。其中，主軸軸承包括2套圓錐滾子軸承，外徑尺寸最大達3680mm，是風電行業最大尺寸的單列圓錐滾子主軸軸承;齒輪箱軸承包含行星輪軸承、行星架軸承、高速級軸承，共7個型號44套軸承，軸承精度達到P5級，部分達到P4級精度。

作為項目團隊的一員，梁輝全程參與了25MW級風電主軸軸承的設計、校核工作。據測算，25MW級海上風電機組單臺每年可輸出約1.04億千瓦時清潔電能，能夠滿足5.8萬戶普通家庭一年的生活用電，與燃煤電廠相比，可節約標準煤3.4萬余噸，減少二氧化碳排放8萬余噸。

在我國風電行業加速發展之際，更讓梁輝感到自豪的是零部件廠商話語權的改變。

“如今，我們能夠更深入地參與風電整機商的產品設計過程，不再僅僅是負責校核計算等輔助環節。”梁輝進一步解釋說，“目前，在進行新機型開發或老機型優化改進時，我們與整機商之間的合作更為緊密，在軸系跨距設計、軸承外形尺寸設計、軸承周邊部件的強度優化、材料選擇等方面會共同開展研究，確定相關方案。此外，針對客戶的需求，我們會開發一些新的產品和相關技術研究。比如，對于單列圓錐滾子軸承，游隙的控制至關重要，客戶非常關心這方面的問題。我們開發了主軸軸承監測系統，可以在線監測軸承的溫度、位移等參數，根據測量結果，配合我們的有限元分析，推算軸系的整體游隙。”

“設計是第一步，把設計做好了，才能造出好產品。”梁輝表示，“曾有客戶提出需求，要將一套兩個主軸軸承的重量由5噸多降至3噸多。”為了滿足客戶的要求，同時證明國產主軸軸承技術不僅不比國外企業的產品差，還能夠帶來更大的降本優勢，梁輝等人一門心思撲在項目上，下定決心要攻破這道“難題”。

客戶的定制化需求，導致無法套用此前的通用做法，也意味著要設計出比常規產品尺寸下更多的方案，并基于每一種方案進行計算，對結果進行詳細比對。功夫不負有心人，經過整整2個月，幾百套方案的嘗試，最終實現了客戶要求的目標。從梁輝的角度來看，這在設計開發中是一個經驗積累的過程，再遇到此類要求時就會少走一些彎路。更重要的是，這讓風電整機商對國產零部件的信心大增。

積極溝通，突破創新

在產品設計過程中，梁輝很看重與其他部門的溝通。“產品本身的安全性非常重要。我們有風電檢測的實驗室，會做大量的失效分析。實驗室的分析結果可以反饋到我們的設計中，避免出現類似問題。”他說道。

同樣地，梁輝還積極與項目組成員進行探討，根據大量的仿真分析結果，判斷哪些部位是風電軸承的薄弱點，哪些地方在以往的設計中容易被忽略。根據仿真結果及試驗結果，對設計約束進行更新。

“與此同時，結合風電整機商的需求，我們還會改進一些工裝設計。例如，采用傳統工裝來安裝在某些機型中，會出現安裝空間不足的問題，致使其無法使用。我們根據實際情況，設計出一種新型的安裝工裝，在不占用軸系安裝空間的情況下，完成軸承安裝及工裝拆解。”梁輝告訴記者。

隨著國家碳達峰碳中和目標的提出，我國已成為風電機組生產大國和需求大國。主軸軸承是風電機組核心部件，在風電軸承中技術壁壘最高，將其重要性比作“心臟”也不為過。

在此背景下，國內風電軸承企業快速崛起，主軸等軸承產品多點開花，從小批量、少量生產到大批量，國產化軸承發展進入加速期。與此同時，風電大兆瓦軸承的技術創新還需要時間和經驗積累，以及國內企業的相信與支持，才更加有望迎頭趕超，助力我國風電產業健康有序發展。

一代又一代青年人循著前人的足跡投身于風電事業，憑借堅韌意志和聰明才智不斷攻堅克難。作為其中的一員，如今成長為風電產業勃興中堅力量的梁輝，懷抱精益求精和為客戶著想的精神，時刻提醒自己，面對困難永不妥協，為風電軸承技術的迭代升級繼續貢獻力量。