【摘 要】
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变桨轴承是风力发电机组专用轴承之一,因其独特的结构特点而被广泛应用于风力发电机组的变桨系统中。在风力发电机组运行时,变桨轴承承受着由叶片传来的巨大的重力载荷,空气动力载荷以及离心力载荷,受力复杂且工作环境恶劣。变桨轴承的可靠性,承载能力以及使用寿命,对整个风力发电机组的安全高效运行起着至关重要的作用;因此,深入开展变桨轴承的载荷以及疲劳寿命的研究,可以为变桨轴承的设计与优化提供一定的参考价值。本文
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变桨轴承是风力发电机组专用轴承之一,因其独特的结构特点而被广泛应用于风力发电机组的变桨系统中。在风力发电机组运行时,变桨轴承承受着由叶片传来的巨大的重力载荷,空气动力载荷以及离心力载荷,受力复杂且工作环境恶劣。变桨轴承的可靠性,承载能力以及使用寿命,对整个风力发电机组的安全高效运行起着至关重要的作用;因此,深入开展变桨轴承的载荷以及疲劳寿命的研究,可以为变桨轴承的设计与优化提供一定的参考价值。本文以6MW风力发电机组变桨轴承为研究对象,对其载荷与疲劳寿命进行了分析研究,主要研究内容如下:（1）对变桨轴承的载荷进行详细分析,根据GL规范中的设计载荷工况,对风电机组全寿命周期内的各种风模型进行分析,利用GH bladed软件建立机组动力学模型,分析变桨轴承在机组全寿命周期内所承受的极限载荷以及等效疲劳载荷;（2）建立静力学分析模型并基于赫兹接触理论,分析变桨轴承在极限载荷作用下滚道接触载荷的分布以及受载最大滚动体所受载荷值,对变桨轴承的静强度进行校核,并建立变桨轴承的静载能力曲线;（3）针对受载最大滚动体,利用ANSYS软件建立其滚动体与滚道接触的有限元分析模型,分析滚道接触应力及其分布,同赫兹接触理论计算的结果进行对比,验证有限元模型建立的合理性,并基于子模型研究螺栓预紧力以及结构参数（接触角,游隙,沟曲率半径系数）对滚道接触应力的影响规律;（4）基于有限元静力学模型分析结果,结合轴承材料疲劳性能参数与载荷谱,利用ncode软件对变桨轴承分别进行了应力-疲劳寿命与应变-疲劳寿命的仿真计算,得到滚道易损伤区域,并将两种方法的分析结果作了对比。最后,分析了滚道硬化层以及滚道表面粗糙度对变桨轴承疲劳寿命的影响。
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