風電偏航軸承溝道結(jié)構(gòu)參數(shù)設計及壽命研究.pdf

1、風力發(fā)電機偏航軸承結(jié)構(gòu)龐大、參數(shù)復雜、工作條件特殊，目前尚無成熟的設計規(guī)范和依據(jù)，對風電偏航軸承設計方法進行深入研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文以承載能力強、疲勞壽命長和維修次數(shù)少為目標，通過理論計算對偏航軸承的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設計;通過建立有限元仿真模型，對其承載能力和疲勞壽命進行仿真研究;考慮到軸承性能實驗的可行性，對結(jié)構(gòu)形式相似的小型軸承進行類似的仿真分析和類比實驗研究，間接驗證了偏航軸承疲勞壽命仿真分析的正確性。

2、　　基于經(jīng)典軸承設計理論，針對風電軸承的載荷條件及工作環(huán)境，給出適合兆瓦級風機使用的偏航軸承結(jié)構(gòu)形式及詳細結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計方法，并對所設計的軸承進行動態(tài)壽命及靜承載能力的分析計算。
　　論文重點研究了偏航軸承內(nèi)外圈溝曲率半徑系數(shù)、接觸角、軸向游隙等結(jié)構(gòu)參數(shù)對軸承承載能力、疲勞壽命的影響。通過理論分析計算，獲得了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對軸承承載能力及疲勞壽命的影響規(guī)律和軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳取值范圍，為實際偏航軸承設計及參數(shù)優(yōu)化選擇提供理論依據(jù)。<

3、br>　　建立了風電偏航軸承三維有限元仿真模型，應用典型聯(lián)合載荷和邊界條件，對不同溝曲率半徑系數(shù)的軸承進行靜力學接觸分析，研究了軸承承載過程中接觸應力、應變以及載荷與等效應變之間的相互關系，獲得了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳取值。
　　建立了不同接觸角和游隙的軸承疲勞壽命分析模型，分析了軸承疲勞安全因子與疲勞壽命之間的關系，對不同接觸角和不同游隙的風電軸承進行了疲勞壽命仿真分析，獲得了接觸角以及游隙變化對軸承疲勞壽命的影響規(guī)律，確定了風電軸

4、承的最佳接觸角和游隙。
　　考慮到國內(nèi)兆瓦級偏航軸承的設計、分析及性能測試尚處于起步階段，特別是對大型偏航軸承進行實驗還存在一定困難，為此，選擇結(jié)構(gòu)類型與風電偏航軸承相似的小型軸承—QJ304四點接觸球軸承，采用與偏航軸承相同的計算和仿真方法進行設計與分析。根據(jù)QJ304軸承結(jié)構(gòu)尺寸，對軸承疲勞壽命進行理論計算，建立三維有限元仿真模型，并對其疲勞壽命、溫度特性及動態(tài)性能進行分析，獲得了小型軸承特性的理論分析結(jié)果。
　　在此基