王永全，王华，高学海，宗海勇

(1.厦门烟草工业有限责任公司，福建 厦门 361022； 2.南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 210009；3.上海欧际柯特回转支承有限公司，上海 201906)

归纳不同的研究思路，建立承载能力计算模型在于首先明确其圆周载荷分布规律，继而分析非线性接触行为。2000年以前，不考虑转盘轴承自身结构参数、安装条件等众多因素对载荷分布的影响，计算结果显示载荷沿圆周成余弦分布，与实际情况存在较大误差。文献[1-11]考虑转盘轴承自身参数的影响，如沟道硬度、沟道淬硬层深度、沟曲率半径、接触角、游隙、钢球直径等，修正了计算结果，并且通过了试验验证，但普遍存在建模复杂、收敛性差、计算耗时等问题。

转盘轴承通常采用螺栓紧固于安装基础上，螺栓预紧力影响轴承的受力和变形情况，从而影响设备的可靠运行。因此，分析螺栓预紧力对载荷分布的影响，根据应用场合选择合适的预紧力和实现方法具有重要意义。在此，提出了一种新的模型简化方法， 对安装条件中螺栓预紧力对轴承载荷分布的影响进行详细分析。

1 转盘轴承有限元简化模型及验证

1.1 有限元简化模型

以某型3 MW风力发电机变桨轴承为研究对象，该转盘轴承为双排四点接触球轴承，球组节圆直径为2 410 mm，每排钢球数为134，初始接触角为45°，沟曲率半径为23.625 mm，钢球直径为45 mm，上、下沟道垂直距离为67 mm，安装螺栓为96个，套圈材料为42CrMo，其安装条件如图1所示。

图1 变桨轴承及其安装示意图

数值计算时的难点在于存在536个钢球与沟道非线性接触对和96个螺栓预紧接触对，如果按实际结果建模进行计算，计算机资源需求量大、耗时长且不易收敛。……