風力發(fā)電機用特大型雙排四點接觸轉盤球軸承力學分析及優(yōu)化設計.pdf

1、特大型雙排四點接觸球軸承以其獨特的結構特點被廣泛用于風力發(fā)電機變槳系統中，其工作特性及可靠性直接影響整個風力發(fā)電機的正常運行。風力發(fā)電機特殊的使用環(huán)境要求變槳軸承具有長壽命、高可靠性及低摩擦力矩，特大型雙排四點接觸球軸承的結構參數直接影響其載荷分布、壽命、承載能力及摩擦力矩。
　　基于赫茲接觸和摩擦學理論，對特大型雙排四點接觸球軸承力學性能、承載能力、疲勞壽命、油膜厚度、結構優(yōu)化、摩擦力矩進行了分析。并使用風電變槳軸承模擬試驗機進

2、行了摩擦力矩的試驗驗證。首先根據特大型雙排四點接觸球軸承的結構特點及受載情況建立軸承的力學分析模型，使用 ANSYS有限元分析軟件分析了特大型雙排四點接觸球軸承最大接觸應力，和數值計算結果進行了比較。根據 Lundberg-Palmgren理論，給出了特大型雙排四點接觸球軸承疲勞壽命的計算方法。建立了特大型雙排四點接觸球軸承的摩擦力矩計算模型。并分析了軸承結構參數對特大型雙排四點接觸球軸承接觸載荷分布、最大接觸應力、疲勞壽命、承載能力、

3、油膜厚度及摩擦力矩的影響。然后根據遺傳算法理論對軸承參數進行優(yōu)化。最后通過試驗值和計算結果對比，驗證力學模型及軸承摩擦力矩計算方法的正確性。
　　結果表明：軸承結構參數影響軸承接觸載荷分布、最大接觸應力、軸承承載承載能力、軸承疲勞壽命、軸承最小油膜厚度及軸承摩擦力矩。隨著軸承負游隙絕對值的增大，軸承最大接觸應力及最大接觸載荷先減小后增大；軸承原始接觸角增大，軸承最大接觸載荷及最大接觸應力減?。惠S承接觸溝曲率半徑系數增大，軸承最大接

4、觸載荷及最大接觸應力增大。有限元計算軸承接觸應力與數值計算方法進行比較，結果相差不大。軸承結構參數影響軸承承載能力，當軸承承受徑向力為0 kN時，軸承游隙對軸承承載能力影響較小；隨著溝曲率半徑系數增大，承載能力減?。辉冀佑|角增大，軸承承載能力增大。隨著軸承承受徑向力增大，軸承游隙及軸承溝曲率半徑系數對軸承承載能力的影響趨勢相同。軸承原始接觸角對軸承承載能力的影響趨勢不同。隨著軸承負游隙絕對值的增大軸承疲勞壽命先增大后減小，摩擦力矩減小