基于Romax柔性模型的风电主轴圆锥滚子轴承接触应力和疲劳寿命分析

风电机组轴承是高性能风机的核心部件,为了开发更高性能的风电机组轴承,需要对轴承的性能与寿命做出合理评价。基于轴承经典理论和软件仿真分析的结果,提出一种评价轴承性能指标的新方法。利用Romax软件搭建风机传动链柔性模型,以实际服役的风机机型为载体,在充分考虑风机所受复合载荷的前提下,分析滚动体修型量对于风机主轴轴承服役性能的影响。结果表明:所提方法能够考虑到轴系各部件的变形对于轴承滚动体载荷的影响,同时计算出较为合理的轴承风载合成寿命。对于滚动体不同修型量的比较,过小的修型量会导致应力集中,过大的修型量会造成接触区域变短,合适的修型量需要根据轴承受力情况具体分析。

风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命计算

针对直驱式风电机组主轴双支承圆锥滚子轴承组合,建立了一种轴承疲劳寿命理论计算方法。首先,在笛卡尔坐标系中对轴承滚道进行数学描述;其次,运用坐标变换原理建立滚子-滚道接触变形与套圈位移之间的数学关系,借助于变形协调条件和受力平衡条件解决滚子载荷分布的静不定求解问题,通过对模型的数值求解得到轴承内部每个滚子的载荷;然后,运用有限长线接触理论建立修形滚子与套圈滚道之间的弹性接触模型,计算得到滚子与滚道之间的接触应力分布和滚道边缘应力修正函数;最后,通过边缘应力修正函数修正当量滚子切片载荷,进而准确计算轴承疲劳寿命。实例分析结果表明:滚子素线修形量对滚子与滚道之间的接触应力分布和轴承疲劳寿命有显著影响,轴承疲劳寿命随滚子凸度系数增大先急剧上升,达到最大值后缓慢下降。

高速动车轴箱轴承疲劳寿命计算方法

针对轴承疲劳寿命预测问题,考虑游隙和离心效应的影响,将ISO 281:2007标准计算方法与Lundberg和Palmgren计算方法开展对比研究;考虑轴承内部在轴承承受复合载荷下的载荷特征,以及滚动体的影响,将L-P和改进的L-P方法开展对比研究。基于Python编程计算含有(5+3 n)个自由度的双列圆锥滚子轴承拟静力学模型,得到动车轴箱轴承的内部载荷特征和轴承的疲劳寿命结果。结果表明:轴承内部载荷值随着轴承负游隙值的增大而增大;当列车运行速度发生变化时,轴承内部的载荷分布情况变化不大;ISO 281:2007标准方法所得寿命结果最大,且负游隙越大,L-P方法与ISO 281:2007标准方法相比所得寿命差值较大;改进的L-P方法分析计算出的寿命值最小,且负游隙大小不影响改进及未改进L-P方法所得寿命的比值。

双列圆锥滚子轴承拟静力学分析

为了研究风电设备中双列圆锥滚子轴承的拟静力学特性及寿命情况,提出了一种基于坐标向量运算的分析模型,该模型将坐标向量和旋转矩阵应用于传统的拟静力学分析,能够准确、快速得到实际复杂工况下轴承内部载荷分布和轴承疲劳寿命。通过将该模型应用于某型号3 MW风电主轴承,得到了极限载荷工况下圆锥滚子与内、外圈滚道和内圈挡边的接触载荷分布曲线,确定了极限载荷工况中不同倾覆力矩下的圆锥滚子受力曲线,并得到了轴向游隙为-0.25~0.25 mm时,轴承整体寿命变化曲线,确定了最佳寿命时轴向游隙为-0.025 mm。

高速铁路列车轴承疲劳寿命计算方法研究

铁路列车轴箱轴承是列车运行系统中直接关系到列车安全的重要部件。随着列车运行速度不断提高,对其疲劳寿命进行估计和预测是十分必要的。针对铁路高速列车转向架系统中使用的双列圆锥滚子轴承,建立三参数威布尔模型进行轴承疲劳寿命的计算。由于轴箱轴承工作环境较为特殊,负载复杂且实际载荷谱难于确定,因此采用铁路机车车轴强度计算的方法进行轴承受力分析,提出了一种新的理论计算轴承基本额定寿命的方法,从而估计出了不同运行速度、不同可靠度条件下的轴承疲劳寿命。该方法可为铁路高速列车轴承的选用和寿命估计提供理论支持。

船用斜齿轮圆锥滚子轴承的选用

船舶在波浪中航行时,船体会发生中拱及中垂弯曲变形.这会导致沿船的纵向布置的传动齿轮轴轴承支座中心距缩减,轴承运行负荷增加,使用寿命降低,尤其是轴系被固定在上甲板或船底时,这种影响会达到不容忽视的地步.文章对纵向布置斜齿圆柱齿轮轴轴承间距缩减产生的附加径向力进行了计算,对该附加径向力作用下的轴承受力情况进行分析,并提出船用斜齿轮圆锥滚子轴承选用公式.

双列圆锥滚子轴承动力学分析

基于滚动轴承动力学理论,建立了双列圆锥滚子轴承动力学分析模型。采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的方法,对轴承非线性动力学微分方程进行求解。研究了双列圆锥滚子轴承的最大接触压力、滚子打滑率、滚子歪斜角以及轴承疲劳寿命等动态性能。分析结果表明:轴承的最大接触压力随轴向预紧量的增加呈先减小后增大的趋势,最佳预紧量随外载荷的增加而变大;滚子歪斜角随径向载荷的增加而变大,"压紧"侧的滚子歪斜角略微大于"放松"侧;轴承疲劳寿命随轴向预紧量的增加而增大直至最大值,随后迅速下降。

风电用双列圆锥滚子轴承疲劳寿命数值分析

对风电双列圆锥滚子轴承进行了接触载荷、最大接触应力的理论计算,分析其接触载荷分布规律。利用ANSYS Workbench建立了最大接触载荷滚动体/滚道接触模型,完成了静力学计算,对比了理论计算的最大接触应力与仿真得到的最大接触应力,利用nCode软件进行了其应力疲劳寿命的预测分析。结果表明:左侧最大接触载荷大于右侧最大接触载荷,并且最大接触载荷发生在左侧接触角为0°的第1个滚子与外圈接触处;最大接触应力的理论计算误差与仿真结果误差为5.7%;疲劳寿命的理论计算结果与仿真分析得到的结果误差为0.69%,验证了仿真方法及模型的正确性及可行性。通过数值仿真分析观察到最大接触应力以及疲劳失效发生的位置。

采煤机截割部双列圆锥滚子轴承疲劳寿命与轴向游隙的关系

通过理论计算分析,得到大功率采煤机截割部中双列圆锥滚子轴承滚子与内外圈之间的接触载荷随轴向游隙变化的数据,并通过疲劳寿命公式计算,得到轴承疲劳寿命随轴向游隙的变化数据,然后绘制成曲线图,总结出双列圆锥滚子轴承的疲劳寿命与轴向游隙的变化关系,为轴承游隙的选择提供了参考依据。