[發明專利]用于評估變槳軸承的螺栓的強度的方法和裝置

在審

• 申請號: 201711459551.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109977443A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 李楊;劉朝豐;楊劍秋
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 姜長星;王兆賡

1.一種用于評估變槳軸承的螺栓的強度的方法，所述變槳軸承為雙排四點接觸軸承，所述方法包括：

(a)根據所述變槳軸承所包括的滾動體的數量，確定每對滾動體的方位角，其中，每對滾動體為所述變槳軸承的各排中的方位角相同的兩個滾動體；

(b)根據每對滾動體的方位角以及所述變槳軸承的幾何參數，確定第一函數和第二函數，其中，第一函數為表示每個滾動體在每個接觸點處的軸向位移與所述變槳軸承在徑向力下的徑向位移、在軸向力下的軸向位移、在彎矩下的變形角度的關系的函數，而第二函數為表示每個滾動體在每個接觸點處的接觸角與所述變槳軸承在徑向力下的徑向位移、在軸向力下的軸向位移、在彎矩下的變形角度的關系的函數；

(c)基于確定的第一函數和第二函數，計算每個滾動體在每個接觸點下的軸力和接觸角；

(d)使用計算的每個滾動體在每個接觸點下的軸力和接觸角，計算單個螺栓扇區的外載和外載作用線，其中，所述外載包括水平外載和垂直外載；

(e)基于單個螺栓扇區的外載和外載作用線，對所述變槳軸承的螺栓的強度進行評估。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(b)包括：

根據第一函數和赫茲接觸理論，確定表示每個滾動體在每個接觸點處的軸力與所述變槳軸承在徑向力下的徑向位移、在軸向力下的軸向位移、在彎矩下的變形角度的關系的第三函數。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)包括：

通過將每個滾動體在每個接觸點處的軸力分解到所述變槳軸承的徑向方向和軸向方向，建立所述變槳軸承所受的徑向力、軸向力和彎矩的平衡方程組；

執行對于所述平衡方程組的迭代求解直至收斂，來得到所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的收斂值；

使用第一函數，基于所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的收斂值，獲得每個滾動體在每個接觸點下的軸向位移；

使用赫茲接觸理論，基于獲得的每個滾動體在每個接觸點下的軸向位移計算每個滾動體在每個接觸點下的軸力；

使用第二函數，基于所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的收斂值，獲得每個滾動體在每個接觸點下的接觸角。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，執行對于所述平衡方程組的迭代求解直至收斂，來得到所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的收斂值的步驟包括：

使用第一函數和第二函數，基于所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的初始值，來確定每個滾動體的軸向位移和接觸角的初始值；

使用赫茲接觸理論，基于確定的每個滾動體的軸向位移的初始值，來確定每個滾動體在每個接觸點下的軸力的初始值；

基于確定的每個滾動體的軸向位移、接觸角和軸力的初始值，開始執行對于所述平衡方程組的迭代求解直至收斂，來得到所述變槳軸承的徑向位移、軸向位移和變形角度的收斂值。

5.根據權利要求3所述的方法，其中，執行對于所述平衡方程組的迭代求解直至收斂的步驟包括：使用牛頓迭代法執行所述平衡方程組的迭代求解直至收斂。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(d)包括：

將第一滾動體和第二滾動體在特定接觸點對處的軸力基于對應的接觸角進行正交分解，分別得到對應于所述對應的接觸角的第一水平分量與第一垂直分量以及第二水平分量與第二垂直分量，其中，第一滾動體和第二滾動體是獲得的全部滾動體的軸力中的最大軸力所對應的方位角下的一對滾動體；

將對應于所述對應的接觸角的第一水平分量與第二水平分量疊加得到第三水平分量，將對應于所述對應的接觸角的第一垂直分量與第二垂直分量疊加得到第三垂直分量，將第三水平分量和第三垂直分量換算成單個螺栓扇區下的水平外載和垂直外載。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，步驟(d)還包括：

基于所述特定接觸點對計算外載作用線。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述換算的步驟包括：根據所述變槳軸承的滾動體的數量和螺栓的數量進行換算。