以齿轮箱的可靠性为核心的风力发电的发电效率与运维的高低就成为了风力发电的关键所在。而尤其是在复杂的工况下，齿轮箱的轴承就常常要面临着极端的载荷冲击、高的频率的振动以及温差的交变等一系列的多重的考验。传统的滚珠轴承在抗冲击的性能和耐久性等方面的逐渐出现了瓶颈的局面同时，近年来以弹性变形为核心的新型的Riverhawk轴承的诞生为风电齿轮箱的发展开辟了了新的技术路径。凭借对河鹰轴承在风电场的实地测试数据的深入的分析和典型的案例的对比，我们对其在风电场的抗冲击的性能表现有了更深的的理解。
一、风电齿轮箱的冲击载荷挑战
其主要的冲击载荷就源自以下三大典型的工作场景：风电机的起动、风电机的正常运行中起风的突然增大以及风电机的正常运行中突然的风速的减小等。
当风速突破了其额定的安适值或风向的突然突变都将会使叶片的传递的扭矩波动幅度达或超过其额定的3-5倍，进而对齿轮箱的输出轴造成了瞬时的过载。
采用机械的制动系统手段，紧急的制动过程中，刚刚接触的制动盘与钳体之间的巨大的摩擦力就通过齿轮箱的传递将其带至了轴承上，从而形成了高频的冲击脉冲，对车轮的轴承产生了巨大的冲击力，重的加速了轴承的磨损。
随电网的电压骤降或三相的不平衡等异常的电网运转状态下，发电机便会因反拖齿轮箱而产生反向的扭矩的冲击，对齿轮箱的轴承及齿轮等造成较大的冲击和振动，对电机的保护及发电机的可靠性都造成了巨大的威胁。
如以某5MW的风电机组的齿轮箱的输出轴的轴承为例，其20年的寿命周期内都将要承受超过10万次的冲击的循环，其中单次的更大冲击的能量可达5000J.。但传统的滚珠轴承由于其滚道与滚子的点接触的特性，在冲击的载荷下就容易产生局部的应力集中，导致表面的剥落或疲劳的裂纹的扩展等一系列的失效现象。
二、Riverhawk轴承的技术原理与结构优势
基于将其特有的正交排列的柔性金属片（如铍的青铜或不锈钢的材料的弹性变形）巧妙的替代了传统的滚珠结构，Riverhawk的轴承就实现了相对的旋转的自由度。通过其特有的“三位一体”的核心优势，其在这一领域的高端地位逐渐明朗了起來：既能充分的满足大众的基本需求，又能不断的满足人们的高端需求；既能保持低的成本，又能不断的提高的服务质量；既能实现企业的可持续发展，又能为社会的可持续发展做出更大的贡献。
其多向的载荷承载能力可使弹簧片不仅能在轴向、径向及扭转等多种方向上都能承受较大的载荷，且在复杂的工况下仍能保持较好的运动的稳定性.。其河鹰系列的河鹰舵面控制轴承就能承受20,000g的冲击载荷，对传统的同类产品的寿命均有3倍的提升。
基于弹性板的优异的弹性变形特性，将冲击的能量均匀的通过弹簧片的弹性变形将其均匀的分散到整个的机壳中从而避免了局部的应力集中起到保护机壳的作用。基于对NASA的地球观测卫星的太阳能帆板的铰链的改进将其换装为Riverhawk的轴承后，10年一期的无故障的免维护的运行的历史也就一一的为我们所证明了。
借助将设计的依托由对滚动接触的摩擦力转变为对材料的弹性，完全地消除了由于滚动接触的摩擦力所带来的磨损的颗粒的风险，更好地适应了风电齿轮箱对清洁度的严苛的要求。
三、实测数据：抗冲击性能验证
案例1：风电齿轮箱输出轴轴承冲击测试
通过对Riverhawk轴承的模拟的各种工况的测试对比了传统的圆锥滚子轴承的抗冲击的表现。
测试条件：
其可模拟出极端的风况下的船舶的扭矩的波动，更大扭矩可达3000J，更大扭矩的加速度可达10000N·m/s2。
凭借对其模拟的高频的制动冲击，使其具备了5Hz的冲击频率。
通过对-40℃至+80℃的模拟高低温的交变的长时间的稳压试验都可确保其长期的稳定工作。
测试结果：
通过对比的数据表明，Riverhawk的轴承不仅在承受了较大的冲击载荷下其应的的水平也都降低了33%，其疲劳寿命也都大大提升了243%，且其在冲击的过程中对的温升都明显的低于传统的轴承从而更好的验证了其具有了良好的弹性结构对冲击能量的有效的分散的能力。
案例2：沙尘环境下的耐久性测试
但由于风电齿轮箱的特殊工作环境，尤其是长期暴露在沙尘的侵蚀下，使得传统的轴承都难免出现润滑剂的污染与颗粒的磨损等一系列的问题，而Riverhawk的无摩擦的设计就可完全的避免了这一系列的困扰。通过对其在模拟的沙尘环境中连续的2000小时的严苟的测试证明了其可靠性。
依托于对河鹰轴承的精心设计，其所对应的摩擦系数都能稳定在0.002以下甚至无磨损的颗粒的产生，从而大大降低了轴承的摩擦力，提高了工作的可靠性。
但不幸的却经常因沙尘的侵入而使其原有的良好的润滑条件被完全破坏，其摩擦系数经常上升至0.015以上，甚至出现表面明显的划痕等重的磨损现象。
通过对其长期的沙漠或沿海等恶劣环境的试验运转的测试结果对风电齿轮箱的长期可靠性等方面的研究为其长期的可靠的可持续的运转提供了重要的技术依据。
四、风电齿轮箱选型建议
结合了实地的数据与业内的典型案例的总结表明了将Riverhawk的轴承用在风电齿轮箱的应用中都存在一定的要点需要我们去关注和处理。
根据齿轮箱的输出轴的额定扭矩与其所能承受的冲击能量的实际情况，分别选择适配的弹簧片的厚度和刚度的轴承的型号。对6MW以上的机组均应采用双端设计的轴承，将轴向的有功和无功载荷均分散到两端的轴承上，从而大大降低了轴承的轴向载荷，对轴承的寿命产生了较大的益处。
借助对高寒或高温的地区的深入的研究和对相应的轴承的特殊的耐腐蚀的钢材的选用（如AISI 420）以及对其特殊的的热处理工艺的的把握，使得该轴承的在-70℃至+150℃的极其广的工作温度的范围内都能保持其良好的工作性能
但随之而来的却是对齿轮箱的维护周期的又一次优化：借助了Riverhawk的轴承的免维护的特性我们可以将原有的齿轮箱的检修间隔大大延长，但同时也必须配套的安装一套振动的监测系统，对其实时的跟踪其轴承的状态，避免了其因故障的隐性积累而对全机的危害。
而风电齿轮箱的可靠性则直接决定了风力发电系统的稳定运行，尤其轴承作为齿轮箱的关键传动部件，其所能承受的抗冲击性能直接决定了齿轮箱的寿命和可靠性。以河鹰轴承的弹性变形技术为风电行业提供了既能承载多向的复杂的载荷，又能将外界的冲击能量都能分散到整个轴承的全体上从而长期的确保了其高的耐久性的一种全新的解决方案。伴随NASA的卫星、风电的齿轮箱、导弹的制导、无人机的光电转塔等高端的技术的相继问世，各个高端的领域都已经初步的将其技术的可行性给了我们了。伴随风电的规模化、可靠性的大幅提高，河鹰的轴承技术也将进一步的释放出其巨大的技术优势为风电行业的降本增效开辟出一条新思路。
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