[發明專利]風電機組非對稱雙列圓錐滾子主軸承及其設計方法

在審

• 申請號: 202010876396.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111878507A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 孫加鵬;段博志
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F16C19/38
• 分類號: F16C19/38;F16C33/58;F16C33/48
• 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;劉暢

1.風電機組非對稱雙列圓錐滾子主軸承，其特征在于：所述雙列圓錐滾子主軸承包括主列圓錐滾子軸承結構和副列圓錐滾子軸承結構，且所述主列圓錐滾子軸承結構和副列圓錐滾子軸承結構為非對稱式，該主列圓錐滾子軸承結構的承載能力大于副列圓錐滾子軸承結構，兩列圓錐滾子軸承結構共用一個外圈；其中，所述主列圓錐滾子軸承結構的主滾道內圈與外圈之間設有主滾道保持架，所述副列圓錐滾子軸承結構的副滾道內圈與外圈之間設有副滾道保持架，且所述主滾道保持架和副滾道保持架上分別設有主滾道滾子和副滾道滾子，且兩個滾道內圈之間設有內圈隔片。

2.根據權利要求1所述的風電機組非對稱雙列圓錐滾子主軸承，其特征在于：所述主列圓錐滾子軸承結構的滾子直徑、滾子長度、接觸角、滾子修型、滾子空心或實心參數中一項或多項不同于副列圓錐滾子軸承結構。

3.根據權利要求1或2所述的風電機組非對稱雙列圓錐滾子主軸承的設計方法，其特征在于：包括靜強度設計及疲勞壽命設計兩部分；

首先以非對稱雙列圓錐滾子主軸承的中心為坐標原點建立一個載荷坐標系，假設該非對稱雙列圓錐滾子主軸承僅承受F_x力，則承受正向F_x力外部載荷的滾道為滾道A，另一列滾道為滾道B；

所述靜強度設計部分的具體步驟如下：

11)兩列非對稱滾道滾子受力計算：根據Hertz接觸理論中接觸變形與受力的關系，通過計算兩列非對稱滾道滾子變形從而得出兩列非對稱滾道滾子每個切片滾子的法向力；

12)兩列非對稱滾道滾子Hertz接觸中心應力計算：通過將兩列非對稱滾道滾子每個切片滾子的法向力帶入Hertz接觸中心應力計算公式，分別得出兩列非對稱滾道的最大Hertz接觸應力；

13)滾道靜強度安全系數計算：將兩列非對稱滾道的最大Hertz接觸應力與許用的Hertz接觸應力做比較，得出滾道靜強度安全系數；

所述疲勞壽命設計部分的具體步驟如下：

21)兩列非對稱滾道滾子及套圈當量動載荷計算：通過將兩列非對稱滾道滾子每個切片滾子的法向力代入滾動體當量動載荷公式，得出兩列滾動體的當量動載荷；進而根據兩列滾動體的當量動載荷分別計算出對應的套圈的當量動載荷；

22)滾道基本額定壽命計算：根據ISO281和ISO/TS 16281標準定義，采用額定滾動體負荷公式分別計算出兩列非對稱滾道的額定滾動體負荷，并結合當量動載荷根據基本額定壽命公式得出滾道的基本額定壽命；

23)兩列非對稱滾道滾子修正系數計算：根據ISO281和ISO/TS 16281標準定義，采用兩列非對稱滾道每個切片滾子等效套圈的當量動載荷得出兩列非對稱滾道每個切片滾子的滾道壽命修正系數；

24)軸承的修正額定壽命計算：通過將滾道壽命修正系數與軸承的基本額定壽命根據修正額定壽命公式，計算出軸承的修正額定壽命。