邵阳，马忠超，姚艳书

(瓦房店轴承集团有限责任公司，辽宁 瓦房店 116300)

随着我国风力发电产业的发展，风力发电机由1.5 MW发展到3 MW[1-2]，风电轴承的使用寿命一般要求为20年[1]，所以对轴承热处理的要求非常高。3 MW风电主轴轴承采用G20Cr2Ni4A渗碳钢制造，轴承质量3 t，外径2.5 m，壁厚160 mm，硬度要求不小于60 HRC。由于轴承尺寸大，为防止套圈在二次淬火过程中变形，必须采用模具淬火。由于多种影响因素的作用，轴承热处理后硬度在55 HRC左右，达不到技术要求，成为3 MW风电主轴轴承研制的瓶颈。

经过多次分析论证及试验发现，套圈的材料、外形尺寸、壁厚以及模具因素都无法改变，唯一能改变的是冷却过程，因此，以淬火冷却装置为突破口，研制出一种新型淬火油槽。

1 淬火油槽装油量计算

以前渗碳钢轴承一次淬火和二次淬火均采用同一淬火油槽，造成油槽装油量大。在相同机械搅拌力作用下，装油量越小，油的流动速度越快，越能提高冷却速度。依照3 MW风电主轴轴承套圈的外形尺寸和质量，通过热量传导计算淬火油的质量，进而计算淬火油槽的体积。

1.1 淬火工件放热量

淬火工件放热量Q为[3]

Q=m(Cs1ts1-Cs2ts2)= 1 660 500 (kJ),

式中：m为淬火工件质量，包括模具、料架，最大约为3 000 kg；Cs1为工件由0℃加热到850 ℃的平均比热容，约0.71 kJ/(kg·℃)；Cs2为工件由0 ℃冷却至100 ℃的平均比热容，约0.50 kJ/(kg· ℃)；ts1，ts2分别为工件冷却开始温度(850 ℃)和终了温度(100 ℃)。

1.2 淬火油需求量

依据淬火工件放热量，计算得淬火油体积为[3]

V=Q/ρC0(t02-t01)=78.5(m3),

式中：ρ为淬火油密度，当油温为30～40 ℃时，ρ=900 kg/m3，当油温为80～90 ℃时，ρ=870 kg/m3，未查得油温60～70 ℃时的密度，因此取已知数据的平均值得ρ=885 kg/m3；……