兆瓦級風機主軸軸承接觸應力與疲勞壽命分析.pdf

1、風電行業(yè)的快速發(fā)展促進了風電專用軸承行業(yè)的發(fā)展，近年來我國在風電專用軸承的設計與制造上已經取得了很大進步。但是，在風電軸承的壽命、承載能力以及可靠性等方面，與世界先進水平還存在很大差距。風機主軸軸承是一種風電專用軸承，目前國內對風機主軸軸承接觸應力與疲勞壽命的研究還不夠深入。本文以某兆瓦級風力發(fā)電機主軸軸承為研究對象，對該軸承進行接觸應力與疲勞壽命研究，分析影響軸承接觸應力與疲勞壽命的因素，探究提高主軸軸承承載能力與疲勞壽命的方法，為風

2、機主軸軸承的設計與制造提供一定的參考。
　　本研究主要內容包括：⑴在合理簡化風機模型的基礎上，分析載荷作用下主軸軸承的力學特性，計算出主軸軸承在額定風速下的受力，其中軸承所受徑向力為653660N、軸向力為33643N。載荷計算結果可為后續(xù)軸承接觸應力與疲勞壽命的研究提供依據(jù)。⑵基于ANSYS有限元分析平臺對建立的主軸軸承靜力學模型進行接觸應力分析，求解出軸承內外圈滾道在額定風速下的應力分布情況，確定出最下端滾子與軸承內圈接觸處為

3、軸承的危險受載位置。進一步分析了游隙、接觸角對軸承接觸應力的影響，得出了適當?shù)呢撚蜗兑约拜^小的接觸角可以提高主軸軸承承載能力的結論，可根據(jù)此對主軸軸承進行結構優(yōu)化。⑶基于Fe-safe疲勞壽命軟件對主軸軸承在額定風速下的疲勞壽命進行計算，壽命結果滿足風機20年額定設計壽命的要求。為了使主軸軸承能夠在更為惡劣的工況下滿足使用壽命的要求，進一步探討了軸承表面粗糙度以及軸承制造殘余壓應力對其壽命的影響，計算出主軸軸承在不同表面粗糙度與不同殘余