徐四宁，奚卉，张茜，徐华，王凤才,,3

(1.瓦房店轴承集团公司，辽宁 瓦房店 116300；2.西安交通大学 机械工程学院，西安 710049；3.武汉科技大学，武汉 430081；4.联合制造及轴承产业技术研发基地，银川 750000)

预计到2030年，风力发电将成为仅次于水电的第二大可再生能源发电技术[1]。目前有些风电机组主轴采用调心滚子轴承作为支承，其工作环境恶劣，载荷特征复杂。基于风电设备使用、维护等十分不便的特点，用户通常要求风电轴承须满足20年工作寿命。因此，有必要进行给定特征工况下的轴承工作机理研究[2-3]，例如，运行工况与游隙、表面缺陷等对调心滚子轴承振动性能的影响[4-8]。文献[9]提出通过对滚子进行轮廓修形，优化调心滚子轴承受载时的接触应力分布。

下文基于风电动力传动与轴承系统数值模拟平台，建立给定特征工况下的风电主轴调心滚子轴承接触机理研究模型，开展滚子接触姿态稳定性行为规律的研究。

1 模型与方法

1.1 轴承设计模型

风电主轴-轴承系统包括轮毂、主轴、主轴轴承及弹性支承部分，其结构设计模型如图1所示[2]。

图2 调心滚子轴承结构设计模型

表1 轴承几何结构参数[2]

试验表明，轴承动态运行质量很大程度上取决于滚子与滚道动态接触过程的姿态稳定性水平。在主机服役过程中，给定工况和轴承结构设计条件下，滚子接触姿态变化在一定范围内稳定受控。理想状态下，所定义的滚子与内或外滚道曲面的法线接触角α1和α2与轴承理论设计给出的接触角α相等。……