[發明專利]一種風力發電機組軸承剛度計算工具

有效

• 申請號: 201710753639.0
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107704652B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 段博志;楊明川;黃翀;鄒荔兵;趙春雨;倪敏;柳勝舉;黃文杰;郭彪
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F30/23;G06F113/06;G06F119/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種風力發電機組軸承剛度計算工具，其特征在于：所述工具為基于Matlab進行開發的計算軟件，按軸承結構形式區分有四大模塊，分別為雙列球面滾子軸承剛度曲線計算模塊、圓柱滾子軸承剛度曲線計算模塊、四點接觸球軸承剛度曲線計算模塊、雙列圓錐滾子軸承剛度曲線計算模塊；其中：

所述雙列球面滾子軸承剛度曲線計算模塊，根據Hertz的接觸理論及實驗結果總結的Palmgren接觸變形公式，結合變形與負載關系采用一維積分求解，通過滾子修形避免滾子在端部處產生應力集中的現象，通過滾子切片方式考慮接觸應力的不均勻性，為使得程式快速收斂，采用牛頓迭代法求解變形量初值，根據循環迭代求解內圈相對于外圈的變形，得到雙列球面滾子軸承剛度，并能夠根據不同載荷下雙列球面滾子軸承的剛度繪制剛度曲線；其中，考慮到理想的球面滾子其接觸應力也是不均勻的，以及為了避免滾子在端部處產生應力集中的現象，通常滾子采用全凸、對數曲線的形式；因此，采用理想赫茲公式及根據實驗結果進行修正也未必能夠很好地計算滾子的接觸應力，但采用一維積分能夠有效解決上述問題，具體如下：

全凸滾子：

局部凸滾子：

式(1.3)-(1.4)中，c_λ為凸度間隙，c_max為滾子與滾道最大凸度間隙，k為切片數，λ為第λ個切片，1≤λ≤k，l_s為滾子有效長度，l為滾子總長；

所述圓柱滾子軸承剛度曲線計算模塊，根據Hertz的接觸理論及實驗結果總結的Palmgren接觸變形公式，結合變形與負載關系采用一維積分求解，通過滾子修形避免滾子在端部處產生應力集中的現象，通過滾子切片方式考慮接觸應力的不均勻性，為使得程式快速收斂，采用牛頓迭代法求解變形量初值，根據循環迭代求解內圈相對于外圈的變形，得到圓柱滾子軸承剛度，并能夠根據不同載荷下圓柱滾子軸承的剛度繪制剛度曲線；

所述四點接觸球軸承剛度曲線計算模塊，針對雙排四點接觸球軸承和單排四點接觸球軸承，對于這兩種結構分別建立外載荷與滾道的載荷分布關于軸承內圈相對于軸承外圈的軸向變形、徑向變形，彎曲變形的平衡方程，通過Newton-Raphson方程迭代求解，得到四點接觸球軸承剛度，并能夠根據不同載荷下四點接觸球軸承的剛度繪制剛度曲線；

所述雙列圓錐滾子軸承剛度曲線計算模塊，建立外載荷與滾道的載荷分布關于軸承內圈相對于軸承外圈的軸向變形、徑向變形，彎曲變形的平衡方程，通過Newton-Raphson方程迭代求解，得到雙列圓錐滾子軸承剛度，并能夠根據不同載荷下雙列圓錐滾子軸承的剛度繪制剛度曲線。