風(fēng)電變槳軸承柔性支承研究與設(shè)計(jì)參數(shù)分析

【摘要】：風(fēng)電變槳軸承作為風(fēng)電裝備關(guān)鍵零部件之一,其設(shè)計(jì)和制造是制約我國重大裝備業(yè)實(shí)力整體提升的一個(gè)瓶頸。本文選取某典型兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的變槳軸承——雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承為研究對(duì)象,根據(jù)赫茲彈性接觸理論對(duì)承受徑向力、軸向力和傾覆力矩的該轉(zhuǎn)盤軸承建立力學(xué)模型,并利用Newton-Raphson方法對(duì)該模型進(jìn)行數(shù)值仿真。該模型不僅考慮三個(gè)方向的聯(lián)合載荷的作用,同時(shí)考慮了包括徑向游隙、溝曲率半徑系數(shù)、接觸角和雙排滾動(dòng)體間距等參數(shù)在內(nèi)的眾多重要軸承設(shè)計(jì)參數(shù)。在該模型的基礎(chǔ)上,以彈性力學(xué)等理論為基礎(chǔ),詳細(xì)推導(dǎo)了在軸承外載荷和滾動(dòng)體接觸力等負(fù)荷下轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)、外套圈的彎曲變形公式,聯(lián)立多非線性超越方程組求解四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承的相關(guān)力學(xué)問題。對(duì)赫茲彈性接觸理論下建立的剛性套圈模型和彈性力學(xué)下建立的柔性套圈模型進(jìn)行數(shù)值仿真,考量兩個(gè)模型下軸承四個(gè)接觸對(duì)的載荷分布以及載荷分布范圍、內(nèi)、外套圈上滾動(dòng)體的接觸應(yīng)力分布、套圈彎曲變形與力矩分布等問題。著重對(duì)影響軸承承載能力的重要設(shè)計(jì)參數(shù)徑向游隙、接觸角、溝曲率半徑系數(shù)等進(jìn)行了仿真,并給予了詳細(xì)的分析,提出了對(duì)應(yīng)的軸承設(shè)計(jì)建議。文章所做以上工作為四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承,甚至轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù),具有一定的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：變槳軸承 雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承 載荷分布 游隙 接觸角 溝曲率半徑系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景9-12
• 1.1.1 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展9-10
• 1.1.2 風(fēng)電變槳軸承概述10-12
• 1.2 轉(zhuǎn)盤軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 轉(zhuǎn)盤軸承力學(xué)特性分析方法12-14
• 1.3.1 赫茲接觸理論12-13
• 1.3.2 有限元方法13-14
• 1.4 本課題研究意義與內(nèi)容14-16
• 1.4.1 課題研究意義14
• 1.4.2 課題主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 滾動(dòng)球軸承分析的理論基礎(chǔ)16-29
• 2.1 球軸承幾何學(xué)16-21
• 2.1.1 球軸承基本幾何尺寸16
• 2.1.2 密合度16-17
• 2.1.3 主曲率17-18
• 2.1.4 游隙18-19
• 2.1.5 接觸角19-21
• 2.2 赫茲彈性接觸理論21-24
• 2.2.1 接觸問題引出21
• 2.2.2 基本假設(shè)21
• 2.2.3 表面接觸應(yīng)力與變形21-24
• 2.3 軸承的載荷分布24-28
• 2.3.1 載荷分布概述24
• 2.3.2 載荷與位移關(guān)系24-25
• 2.3.3 徑向載荷下的軸承25-26
• 2.3.4 軸向載荷下的軸承26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 風(fēng)電變槳軸承的數(shù)學(xué)建模29-37
• 3.1 數(shù)學(xué)建模準(zhǔn)備29-31
• 3.2 內(nèi)、外圈溝曲率中心矩31-34
• 3.3 靜力學(xué)平衡方程34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 柔性套圈變形分析37-47
• 4.1 概述37
• 4.2 接觸彈性變形37-38
• 4.3 套圈變形理論推導(dǎo)38-41
• 4.4 轉(zhuǎn)盤軸承套圈受力41-43
• 4.5 四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承套圈變形43-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 軸承設(shè)計(jì)參數(shù)分析47-74
• 5.1 剛性套圈與柔性套圈轉(zhuǎn)盤軸承載荷分布對(duì)比47-51
• 5.2 軸承表面接觸應(yīng)力51-54
• 5.3 套圈彎曲變形54-58
• 5.4 設(shè)計(jì)參數(shù)分析58-73
• 5.4.1 徑向游隙58-60
• 5.4.2 接觸角60-71
• 5.4.3 內(nèi)、外溝曲率半徑系數(shù)71-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果79-80
• 致謝80

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