变桨轴承空载摩擦力矩的有限元分析计算
2011-07-22汪洪胡宝成陈原
轴承 2011年2期
关键词:有限元
汪洪,胡宝成,陈原
(1.洛阳LYC轴承有限公司,河南 洛阳 471039;2.洛阳轴研科技股份有限公司,河南 洛阳 471039)
风力发电机用变桨转盘轴承安装在桨叶的根部,用于连接桨叶与轮毂。变桨轴承多为双排四点接触球轴承。为了提高承载能力,钢球与沟道间采用过盈装配。此类轴承对内、外圈两排沟道的沟形及沟间距的一致性有很高的要求。内、外圈沟间距不一致时会使摩擦力矩急剧增加,严重影响轴承运转的灵活性。两排钢球的装配过盈量不一致时,会造成偏载,影响轴承的承载能力和使用寿命。实际生产时,为了保证轴承质量,要求在空载时分别测量装入双排钢球和单排钢球时轴承的摩擦力矩,并将两者的比值(以下简称力矩比TR)作为一个重要的质量控制指标。关于变桨轴承理想力矩比TR的具体值,轴承的供需双方有时会产生一定的分歧,但都无法提供可靠的理论依据。为此,采用有限元分析技术,结合轴承的实测结果,探索该指标的数值计算方法。
1 力矩比TR
力矩比TR可以综合反映轴承沟道的加工和装配质量。其理想值是指轴承空载并且其内、外套圈的两排沟道尺寸及装配过盈均达到理想状态时,装入双排球和单排球后摩擦力矩的比值。显然,当内、外圈沟间距相差较大时,力矩比TR会大大超过其理想值。相反,当双排球的装配过盈量相差较大时,力矩比TR会小于理想值并趋近于1。
运用经典轴承理论进行分析计算,得出力矩比TR接近于2的结论。然而,其是以套圈的刚性假设为前提的,认为弹性变形仅发生在钢球与沟道接触处的微小范围。……
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