兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機主軸軸承應(yīng)力分析及壽命研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和石油、煤炭等生物質(zhì)能源的減少，風(fēng)能這種取之不盡用之不竭的資源得到了越來越多國家的重視，各國都已經(jīng)推出相關(guān)政策鼓勵建立風(fēng)力發(fā)電場，目前建立兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電的趨勢。軸承作為風(fēng)力發(fā)電機組的重要零部件，幾乎存在于風(fēng)力發(fā)電機組的各個部分，用于風(fēng)機上的主要大型軸承有三種：主軸軸承、偏航軸承、變漿軸承。由于自動調(diào)心滾子軸承具有良好的抗偏斜能力和軸向承載能力，風(fēng)機的主軸軸承大部分采用了這種類型的軸承。
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2、承的壽命和應(yīng)力大小密切相關(guān)，本文主要針對風(fēng)機主軸軸承的應(yīng)力分布和疲勞壽命展開研究。首先根據(jù)兩彈性體的接觸理論建立了軸承滾子、滾道的接觸力學(xué)分析模型，編制相應(yīng)的FORTRAN程序，并根據(jù)自動調(diào)心滾子軸承的特殊幾何形狀提出了一種新的表面輪廓修形方法-變曲率圓弧修形。通過將程序計算結(jié)果和赫茲理論作對比可以看出，無論是在正載工況下還是在偏載工況下程序計算結(jié)果都有較高的精度，因此證明了程序計算結(jié)果的正確性。正載情況下利用了兩種方法來減少滾子、滾道

3、的接觸應(yīng)力：修改滾子、滾道的密合度和變曲率圓弧修形。通過計算可以看出經(jīng)過修改密合度可以降低最大接觸應(yīng)力，而采用變曲率圓弧修形得到的接觸應(yīng)力在軸向呈均勻分布，從而大大降低了軸承的最大接觸應(yīng)力，正載工況下載荷0.1Cr時可提高2.84倍，在偏載工況下提高了2.4～2.8倍。在偏載工況下首先計算了軸承的軸向承載能力，偏載工況下對風(fēng)機主軸軸承的修形也采取了變曲率圓弧修形的方式，通過計算可以看出偏載下滾子邊緣處的修形曲率要比滾子中間修形曲率半徑值