專利名稱：一種變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承包括變槳軸承、偏航軸承、主軸軸承和變速箱軸承，變槳軸承廣泛采用特大型雙列四點(diǎn)接觸球軸承，安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)每個(gè)葉片的根部與輪轂的連接部位。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于在野外高空運(yùn)行，安裝和維護(hù)非常不便，并且承受沖擊載荷，因此要求變槳軸承要能夠承受復(fù)雜的聯(lián)合載荷，具有足夠的強(qiáng)度和承載能力，同時(shí)還要求變槳軸承具有良好的密封性能和較高的可靠性以及20年的使用壽命，另外由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)在2 3級(jí)風(fēng)時(shí)就要啟動(dòng)，因此還要求軸承具有小的啟動(dòng)力矩及高靈敏性。變槳軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響軸承的接觸載荷分布、承載能力、使用壽命及摩擦力矩的大小，所以在變槳軸承的設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定十分重要。目前，變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)確定方法如下:根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者安裝空間進(jìn)行外形尺寸的選擇后，按照外形尺寸來(lái)計(jì)
算節(jié)圓直徑丸、鋼球直徑Dw、球數(shù)或者按照一定的優(yōu)化方法對(duì)節(jié)圓直、鋼球直
徑Dw、球數(shù)z進(jìn)行優(yōu)化，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定內(nèi)外溝曲率半徑系數(shù)<，<、原始接觸角&。、
游隙這種確定方法對(duì)于內(nèi)外溝曲率半徑系數(shù)原始接觸角、游隙根據(jù)經(jīng)驗(yàn)粗略取值，沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可以參照。這種確定方法因?yàn)槿狈茖W(xué)性，沒(méi)有理論支撐，無(wú)法保證確定出來(lái)的軸承滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，包括以下步驟:
(1)、根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者安裝空間選擇變槳軸承的外形尺寸，根據(jù)選擇的變槳軸承的外形尺寸初步計(jì)算節(jié)圓直徑、鋼球直徑Dw和鋼球個(gè)數(shù)并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步選擇內(nèi)圈溝曲
率半徑系數(shù) <、外圈溝曲率半徑系數(shù)夂、原始接觸角%、徑向游隙; (2)、采用遺傳算法或其它優(yōu)化算法，以額定動(dòng)負(fù)荷^、額定靜負(fù)柯C、及摩擦力矩 為自變量建立目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化節(jié)圓直、鋼球直徑￡)胃、鋼球個(gè)數(shù)1、內(nèi)圈溝曲率半徑系數(shù)外圈溝曲率半徑系數(shù)
(3)、根據(jù)空載啟動(dòng)摩擦力矩-游隙關(guān)系選擇徑向游隙并計(jì)算此時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力斯$_|:纟I，具體如下:①、根據(jù)給定的軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)、自身重力以及設(shè)定的軸承徑向游隙JJ,求出空載下變槳軸承接觸對(duì)A在不同位置角■處鋼球與滾道間的法向接觸力；
②、應(yīng)用公式
權(quán)利要求
1.一種變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者安裝空間選擇變槳軸承的外形尺寸，根據(jù)選擇的變槳軸承的外形尺寸初步計(jì)算節(jié)圓直徑 球直 Dw和鋼球個(gè)數(shù)z，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步選擇內(nèi)圈溝曲率半徑系數(shù)外圈溝曲率半徑系數(shù)原始接觸角徑向游隙―； (2)、采用遺傳算法或其它優(yōu)化算法，以額定動(dòng)負(fù)荷C1、額定靜負(fù)柯(.:丨及摩擦力矩Me為自變量建立目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化節(jié)圓直徑Cllll、鋼球直徑1\、鋼球個(gè)數(shù)Z、內(nèi)圈溝曲率半徑系數(shù)^、外圈溝曲率半徑系數(shù)I; (3)、根據(jù)空載啟動(dòng)摩擦力矩%-游隙關(guān)系確定徑向游隙^,并計(jì)算此時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩MeJi,具體如下: ①、根據(jù)給定的軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)、自身重力以及設(shè)定的軸承徑向游隙1^,求出空載下變槳軸承接觸對(duì)左在不同位置處鋼球與滾道間的法向接觸力&^ ； ②、應(yīng)用公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，其特征在于:步驟(2)中，以額定動(dòng)負(fù)荷Gj、額定靜負(fù)荷及摩擦力矩Hg作為優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的目標(biāo)建立的目標(biāo)函數(shù)為
全文摘要
一種變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，包括以下步驟(1)選擇變槳軸承的外形尺寸，初步計(jì)算節(jié)圓直徑、鋼球直徑和鋼球個(gè)數(shù)，初步選擇內(nèi)外圈溝曲率半徑系數(shù)、原始接觸角和徑向游隙；(2)對(duì)步驟(1)中所述各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；(3)確定徑向游隙，計(jì)算此時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩1；(4)確定內(nèi)外溝曲率半徑系數(shù)；(5)確定原始接觸角；(6)計(jì)算疲勞壽命和此時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩2；(7)檢驗(yàn)壽命是否滿足要求，且2＜1，否則重復(fù)步驟(1)到步驟(7)，直到確定出需要的變槳軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明，能夠精確確定變槳軸承的內(nèi)外溝曲率半徑系數(shù)、徑向游隙和原始接觸角，并保證由此設(shè)計(jì)出的變槳軸承壽命提高，改變了變槳軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)確定依據(jù)和科學(xué)確定方法的現(xiàn)狀。
文檔編號(hào)F16C19/14GK103256299SQ20131019150
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者王燕霜, 曹佳偉, 袁倩倩, 李璞, 李燕, 高鵬飛 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)