[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210102961.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102619875A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于良峰;周傳海;呂超;葛春麗;李剛強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南軌道交通裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F16C23/08
• 分類號(hào): F16C23/08;F16C33/58;F16C33/66;F16C35/04
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括接受風(fēng)能的風(fēng)輪（9）、用于傳遞動(dòng)力的主軸（10）以及設(shè)置于主軸上的軸承座組成（11），軸承座組成包括起承載作用的調(diào)心滾子軸承（15），調(diào)心滾子軸承包括軸承外圈（5）、軸承內(nèi)圈（8）和兩排滾子；其特征在于：調(diào)心滾子軸承上靠近風(fēng)輪（9）側(cè)的一排滾子的長(zhǎng)度小于另一排滾子的長(zhǎng)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承，其特征在于：所述軸承內(nèi)圈（8）上設(shè)置的與兩排滾子相配合滾道寬度不等，與大尺寸滾子相配合的滾道寬度大于與小尺寸滾子相配合的滾道寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承，其特征在于：所述軸承外圈（5）上設(shè)置有潤(rùn)滑油槽，潤(rùn)滑油槽偏向小尺寸滾子的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承，其特征在于：所述軸承座組成（11）還包括軸承端蓋（13）、軸承座（14）、密封圈（16）和密封支撐圈（17）；軸承座位于調(diào)心滾子軸承（15）的外圍，軸承端蓋、軸承座、密封圈和密封支撐圈位于調(diào)心滾子軸承的兩側(cè)。

5.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承的設(shè)計(jì)方法，風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括風(fēng)輪（9）、起增速作用的齒輪箱（12）以及用于連接風(fēng)輪與齒輪箱的主軸（10），調(diào)心滾子軸承（15）設(shè)置于主軸上，調(diào)心滾子軸承上靠近風(fēng)輪（9）側(cè)的滾子長(zhǎng)度大于靠近齒輪箱側(cè)的滾子長(zhǎng)度；其特征在于，軸承設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

a.建立坐標(biāo)系，以風(fēng)輪與主軸的交點(diǎn)為原點(diǎn)建立豎直平面內(nèi)的二維坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是不隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的靜止坐標(biāo)系；

b.計(jì)算主軸在坐標(biāo)原點(diǎn)處的受力，設(shè)為???????????????????????????????????????????????由風(fēng)輪所受推力產(chǎn)生的作用力，為由風(fēng)輪和主軸部件的重力產(chǎn)生的作用力，根據(jù)公式（1）計(jì)算出的大小；

????????????????（1）

其中，為推力系數(shù)，為空氣密度，為風(fēng)速；推力系數(shù)根據(jù)推力系數(shù)曲線取平均風(fēng)速對(duì)應(yīng)值，風(fēng)速可取年平均風(fēng)速簡(jiǎn)化計(jì)算；

c.計(jì)算調(diào)心滾子軸承受力，設(shè)調(diào)心滾子軸承中心所受的推力和壓力分別為和,齒輪箱在豎直方向?qū)χ鬏S產(chǎn)生的作用力為；由=、=+計(jì)算出調(diào)心滾子軸承所受的推力和壓力；

d.調(diào)心滾子軸承設(shè)計(jì)，設(shè)靠近風(fēng)輪一側(cè)的為前排滾子，長(zhǎng)度為；靠近齒輪箱一側(cè)的為后排滾子，長(zhǎng)度為；前排滾子和后排滾子與滾道的接觸應(yīng)力分別為和；設(shè)比例系數(shù)=/；按照以下步驟計(jì)算出、的大小：

d-1.計(jì)算滾子與滾道的接觸應(yīng)力，當(dāng)、取具體數(shù)值的情況下，根據(jù)調(diào)心滾子軸承的軸承內(nèi)圈直徑、軸承外圈直徑、軸承寬度、推力和壓力，計(jì)算出接觸應(yīng)力和；

d-2.取下限值，取一組前、后排滾子長(zhǎng)度值和，根據(jù)步驟d-1中的計(jì)算方法計(jì)算前、后排滾子與滾道的接觸應(yīng)力、，調(diào)整和的大小，使＞,記錄=/中的值；

d-3.取上限值，取一組前、后排滾子長(zhǎng)度值和，根據(jù)步驟d-1中的計(jì)算方法計(jì)算前、后排滾子與滾道的接觸應(yīng)力、，調(diào)整和的大小，使＜,記錄=/中的值；

d-4.取=（+）/2，根據(jù)=/，計(jì)算和的值，根據(jù)步驟d-1中的計(jì)算方法計(jì)算前、后排滾子與滾道的接觸應(yīng)力、；若＜，則取=（+）/2；若＞，則取=（+），依次類推；

d-5.在步驟d-4中，比例系數(shù)=/時(shí)，計(jì)算對(duì)應(yīng)的接觸應(yīng)力是否滿足|-|<?3/100且|-|<?3/100，記錄滿足條件的值，根據(jù)和值確定軸承滾子大小，設(shè)計(jì)出符合要求的軸承。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸調(diào)心滾子軸承的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟d-1中接觸應(yīng)力的計(jì)算采用是有限元算法。