建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳軸承彈塑性接觸系統(tǒng)有限元模型,用于風(fēng)電機(jī)組變槳軸承雙列四點(diǎn)接觸球軸承接觸特性分析。同時(shí),采用解析方法計(jì)算分析了最大承載球接觸載荷,用于驗(yàn)證有限元接觸模型的合理性。在給定設(shè)計(jì)參數(shù)及特定工況下,得到了軸承最大位移量、最大接觸應(yīng)力以及球最大接觸載荷,并分析軸承溝道典型制造偏差對球與溝道接觸特性的影響,結(jié)果表明:風(fēng)電機(jī)組變槳軸承在傾覆力矩、軸向和徑向載荷同時(shí)存在時(shí),過大的軸承溝道制造偏差將導(dǎo)致球與溝道發(fā)生極端非均勻接觸現(xiàn)象,同時(shí),隨著軸承溝道制造偏差增大,球與溝道總體非均勻接觸程度增強(qiáng)。 

【文章來源】：軸承. 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)與受載示意圖

建立整個(gè)風(fēng)電機(jī)組變槳軸承全尺度彈性耦合多界面接觸系統(tǒng)大型有限元模型,如圖2所示,軸承內(nèi)外圈與軸承座接觸面采用固定邊界條件。因變槳軸承內(nèi)部球與溝道間構(gòu)成大量接觸對界面,其彈性耦合接觸系統(tǒng)有限元數(shù)值運(yùn)算具有大規(guī)模迭代特點(diǎn)和數(shù)值敏感性。通過數(shù)值試驗(yàn)分析確定采用不低于350萬有限元網(wǎng)格密度求解相應(yīng)的多界面復(fù)雜接觸問題,并在接觸界面應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行細(xì)化網(wǎng)格來保證迭代求解精度與運(yùn)行效率。雙列四點(diǎn)接觸球軸承結(jié)構(gòu)與載荷模型如圖3所示,假定軸承組件為剛性,球與溝道接觸角α為45°,且溝道制造偏差為零。同一位置2列球與溝道的法向接觸載荷相等,即F1=F2。在純力矩M作用下,最大承載球每列所承受的軸向和徑向載荷相等, Fr1=Fa1=F1 cos α。根據(jù)力矩平衡原理,軸承外部力矩M與內(nèi)部球軸向及徑向接觸載荷的力矩平衡方程為 Μ= ∑ i=1 Ζ Μ i (Z為球數(shù)量,Mi與球位置及接觸載荷有關(guān)),通過平衡方程可得到軸承最大承載球的軸向接觸載荷Famax,由此可得球的接觸載荷為 F 1 = 2 F amax 。另一方面,當(dāng)假定軸承承受徑向載荷Fp時(shí),球與溝道最大法向接觸載荷可根據(jù)軸承內(nèi)部載荷分布Stribeck公式計(jì)算,即

(2) 式僅適用于純力矩M、徑向載荷Fp及溝道制造偏差為0的假設(shè)條件。在同等工況條件下,用(2)式計(jì)算變槳軸承球最大接觸載荷,然后與有限元接觸模型計(jì)算結(jié)果對比,以驗(yàn)證有限元模型計(jì)算的合理性。對于軸承溝道制造偏差引起的更為復(fù)雜接觸問題,將采用有限元接觸模型進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)分析其給定溝道制造偏差對軸承內(nèi)部接觸特性的影響。2 結(jié)果與討論


本文編號：3383258