風(fēng)電軸承失效機(jī)理分析及有限元模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-08-31 10:11
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展促進(jìn)了風(fēng)電專用軸承產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,近年來(lái)我國(guó)在風(fēng)電專用軸承的設(shè)計(jì)與制造方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但在風(fēng)電軸承壽命、承載能力以及可靠性等方面,與世界先進(jìn)水平仍有較大差距。本文以某兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承為研究對(duì)象,位于甘肅玉門-昌馬風(fēng)場(chǎng)的首臺(tái)套3MW風(fēng)電軸承在使用僅數(shù)年后,主軸軸承槳葉側(cè)的部分保持架發(fā)生斷裂。保持架與內(nèi)圈,保持架與滾動(dòng)體,內(nèi)圈與滾動(dòng)體,保持架與軸承連接附件之間都發(fā)生了嚴(yán)重的摩擦磨損現(xiàn)象,最終導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用超景深體視顯微鏡觀察宏觀失效形貌,掃描電子顯微鏡觀察微觀形貌和金相組織,利用原子發(fā)射光譜儀測(cè)定化學(xué)成分,顯微硬度計(jì)測(cè)試滲碳層的硬度等。基于ANSYS有限元分析平臺(tái),對(duì)建立的主軸軸承保持架進(jìn)行接觸應(yīng)力分析,并對(duì)軸承的主應(yīng)力區(qū)進(jìn)行了分析,求解出軸承內(nèi)外圈滾道在額定風(fēng)速下的應(yīng)力分布情況,確定出滾子與保持架接觸的危險(xiǎn)受載位置。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,最終確定風(fēng)電軸承的失效機(jī)理:1.風(fēng)機(jī)主軸承室密封不良,導(dǎo)致密封圈唇口磨損或潤(rùn)滑脂泄漏,進(jìn)而造成主軸承滾道潤(rùn)滑不足或不充分,形成無(wú)油膜干摩擦發(fā)熱狀態(tài)和軸承溫升過(guò)高現(xiàn)象,并使軸承滾動(dòng)體和滾道承載表面出現(xiàn)軟化層和碾壓變...
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1失效風(fēng)電軸承整體宏觀形貌??Fi.?2.1?Overall?macroscoic?aearance?of?failed?wind?turbine?bearin
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電機(jī)組主軸軸承載荷分布分析及數(shù)值求解[J]. 付華強(qiáng),楊靜,陸瑞,劉樺. 風(fēng)能. 2019(04)
[2]空間用多孔聚合物軸承保持架材料研究進(jìn)展[J]. 張迪,王超,卿濤,王齊華,王廷梅. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]高速圓柱滾子軸承保持架斷裂原因分析[J]. 姜維,裴玉楠,葛世東,于曉凱. 軸承. 2016(04)
[4]國(guó)內(nèi)外軸承鋼的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]液壓風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真[J]. 楊國(guó)來(lái),鄧龍,王建忠,張東東. 機(jī)床與液壓. 2015(21)
[6]潤(rùn)滑因素與滾動(dòng)軸承失效的關(guān)系研究[J]. 彭朝林,謝小鵬,陳禎. 潤(rùn)滑與密封. 2015(08)
[7]壓印接頭強(qiáng)度的有限元模型及理論計(jì)算方法[J]. 楊慧艷,何曉聰,周森. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(03)
[8]中國(guó)工業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和軸承產(chǎn)業(yè)[J]. 何加群. 軸承. 2015(01)
[9]大型風(fēng)電齒輪箱的失效問(wèn)題及其設(shè)計(jì)制造技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析[J]. 王輝,李曉龍,王罡,向東,融亦鳴. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(11)
[10]從失效案例分析軸承的早期失效[J]. 關(guān)文秀,姜濤,陶春虎,張兵,劉德林,胡春燕. 材料工程. 2012(12)
博士論文
[1]大功率風(fēng)電軸承用納米貝氏體鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)與組織性能調(diào)控[D]. 王艷輝.燕山大學(xué) 2017
碩士論文
[1]風(fēng)電軸承潤(rùn)滑特性及潤(rùn)滑技術(shù)研究[D]. 賈夢(mèng)麗.華北水利水電大學(xué) 2019
[2]高速雙螺桿擠出機(jī)花鍵軸斷裂失效機(jī)理研究[D]. 周陽(yáng).華南理工大學(xué) 2017
[3]復(fù)雜工況下大型變槳軸承力學(xué)性能研究[D]. 陳曙光.北京石油化工學(xué)院 2016
[4]基于有限元仿真的鐵素體球墨鑄鐵細(xì)觀失效機(jī)理研究[D]. 雍薇.西南交通大學(xué) 2016
[5]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳軸承結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)[D]. 黃浙.華北電力大學(xué) 2014
[6]MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析研究[D]. 王秀文.重慶大學(xué) 2013
[7]高性能滲碳軸承鋼超長(zhǎng)壽命機(jī)制與組織性能控制[D]. 趙國(guó)防.華北電力大學(xué)(北京) 2011
[8]碳、鉻含量對(duì)不銹軸承鋼組織和接觸疲勞性能的影響[D]. 徐帆.昆明理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3374716
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1失效風(fēng)電軸承整體宏觀形貌??Fi.?2.1?Overall?macroscoic?aearance?of?failed?wind?turbine?bearin
f??風(fēng)電軸承失效機(jī)理分析及有限元模擬??保持架板淳?30mm??滾子數(shù)量?92個(gè)??滾子長(zhǎng)度?[?100mm??圖2.1失效風(fēng)電軸承整體宏觀形貌??Fig.?2.1?Overall?macroscopic?appearance?of?failed?wind?turbine?bearing??02068???X?X?^?,??\1,t?Vg,?,—_??LZ?_Z^_?j?‘??gga49.8T??1??0g3〇9.8.j[5?—??圖2.2保持架結(jié)構(gòu)示意圖??Fig.?2.2?Cage?structure?diagram??12??
大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文??,—2092,6_—?19肌2??-4傲T??I??圖2.3軸承裝配示意圖??Fig.?2.3?Bearing?assembly?diagram??—??保持架??外圈?^??內(nèi)圈?Xiipz?內(nèi)圈??圖2.4軸承橫截面示意圖??Fig.?2.4?Bearing?cross?section?diagram??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電機(jī)組主軸軸承載荷分布分析及數(shù)值求解[J]. 付華強(qiáng),楊靜,陸瑞,劉樺. 風(fēng)能. 2019(04)
[2]空間用多孔聚合物軸承保持架材料研究進(jìn)展[J]. 張迪,王超,卿濤,王齊華,王廷梅. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]高速圓柱滾子軸承保持架斷裂原因分析[J]. 姜維,裴玉楠,葛世東,于曉凱. 軸承. 2016(04)
[4]國(guó)內(nèi)外軸承鋼的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李昭昆,雷建中,徐海峰,俞峰,董瀚,曹文全. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]液壓風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真[J]. 楊國(guó)來(lái),鄧龍,王建忠,張東東. 機(jī)床與液壓. 2015(21)
[6]潤(rùn)滑因素與滾動(dòng)軸承失效的關(guān)系研究[J]. 彭朝林,謝小鵬,陳禎. 潤(rùn)滑與密封. 2015(08)
[7]壓印接頭強(qiáng)度的有限元模型及理論計(jì)算方法[J]. 楊慧艷,何曉聰,周森. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(03)
[8]中國(guó)工業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和軸承產(chǎn)業(yè)[J]. 何加群. 軸承. 2015(01)
[9]大型風(fēng)電齒輪箱的失效問(wèn)題及其設(shè)計(jì)制造技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析[J]. 王輝,李曉龍,王罡,向東,融亦鳴. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(11)
[10]從失效案例分析軸承的早期失效[J]. 關(guān)文秀,姜濤,陶春虎,張兵,劉德林,胡春燕. 材料工程. 2012(12)
博士論文
[1]大功率風(fēng)電軸承用納米貝氏體鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)與組織性能調(diào)控[D]. 王艷輝.燕山大學(xué) 2017
碩士論文
[1]風(fēng)電軸承潤(rùn)滑特性及潤(rùn)滑技術(shù)研究[D]. 賈夢(mèng)麗.華北水利水電大學(xué) 2019
[2]高速雙螺桿擠出機(jī)花鍵軸斷裂失效機(jī)理研究[D]. 周陽(yáng).華南理工大學(xué) 2017
[3]復(fù)雜工況下大型變槳軸承力學(xué)性能研究[D]. 陳曙光.北京石油化工學(xué)院 2016
[4]基于有限元仿真的鐵素體球墨鑄鐵細(xì)觀失效機(jī)理研究[D]. 雍薇.西南交通大學(xué) 2016
[5]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳軸承結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)[D]. 黃浙.華北電力大學(xué) 2014
[6]MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析研究[D]. 王秀文.重慶大學(xué) 2013
[7]高性能滲碳軸承鋼超長(zhǎng)壽命機(jī)制與組織性能控制[D]. 趙國(guó)防.華北電力大學(xué)(北京) 2011
[8]碳、鉻含量對(duì)不銹軸承鋼組織和接觸疲勞性能的影響[D]. 徐帆.昆明理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3374716
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