風電偏航軸承壽命計算與承載能力分析.pdf

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1、ISSN1000－3762軸承2013年7期1－5，8CN41－1148/THBearing2013，No．7產(chǎn)品設計與應用風電偏航軸承壽命計算與承載能力分析凡增輝，李秀珍，谷小輝，歐陽華，朱為亮(南車株洲電力機車研究所有限公司，湖南株洲412001)摘要:在綜合考慮球軸承以及回轉(zhuǎn)支承基本設計理念的基礎上，結(jié)合風機行業(yè)的GL設計規(guī)范與ISO標準等，基于風機偏航軸承坐標系下的真實載荷工況，合理運用相關(guān)的計算方法，準確梳理了偏航軸承壽命與承載能力計算的具體過程。結(jié)合實例對比了不同標準與規(guī)范的差異，結(jié)果表明，各種方法的計算結(jié)果雖有差異，但不影響對

2、偏航軸承的基本判斷，因此可以采用較為簡單的算法對偏航軸承進行快速校核分析。關(guān)鍵詞:風力發(fā)電機;偏航軸承;壽命計算;承載能力;校核+中圖分類號:TH133．331文獻標志碼:B文章編號:1000－3762(2013)07－0001－04LifeCalculationandCarryingCapacityAnalysisofYawBearingsinWindTurbinesFanZeng－h(huán)ui，LiXiu－zhen，GuXiao－h(huán)ui，OuyangHua，ZhuWei－liang(CSRZhuzhouInstituteCo．，Ltd．，Zhuz

3、hou412001，China)Abstract:Basedoncomprehensiveconsiderationofthebasicdesignconceptforballbearingsandrotarysupporting，combiningwithGLdesignspecificationandISOstandardofwindturbineindustry，therelatedcalculationmethodsisreasonablyusedbasedonrealloadingconditionsunderyawbearingsc

4、oordinatesystemofwindturbines．Theconcreteprocessisaccuratelycombedforcalculationoflifeandcarryingcapacityofyawbearings．Thedifferenceiscomparedbe-tweenthedifferentstandardsandspecifications．Theresultsshowthatdespitethecalculationresultsofvariousmethodshavedifferences，butdoesn

5、otaffectthebasicjudgmentforyawbearings，sothesimplealgorithmisabletobeusedtorapidlycheckandanalyzeyawbearings．Keywords:windturbine;yawbearing;lifecalculation;carryingcapacity;check風力發(fā)電機偏航軸承作為風力發(fā)電機(以下殊性與復雜性，風機偏航軸承的設計計算實際上簡稱風機)迎風捕獲能量的回轉(zhuǎn)支承，安裝于風機有其獨特的地方。下文綜合運用球軸承的基本原機艙底部，是偏航系統(tǒng)的關(guān)鍵

6、部件。由于風機吊理與風機設計的相關(guān)標準與規(guī)范，在基于風機真裝維護費用極高，且風機工況復雜，偏航軸承一般實工況與載荷的前提下，對風機偏航軸承的疲勞承受較大的軸向力、徑向力和傾覆力矩的聯(lián)合作壽命與承載能力進行分析計算。用，因此對偏航軸承的承載能力、壽命及可靠性提1載荷工況出了很高的要求。目前主流的兆瓦級以上風機的偏航軸承主要偏航軸承外圈與偏航制動盤一起固定在塔筒采用四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸承，因此對風機偏航軸承上，偏航軸承內(nèi)圈與主框架通過螺栓連接(圖1)。的設計計算大多運用經(jīng)典的球軸承設計理論或者當偏航電動機工作時，帶動主框架隨著偏航軸承［1－6］回轉(zhuǎn)支承

7、的設計方法。但由于風機工況的特內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，從而使整個機艙和風輪處于最佳迎風狀態(tài)。［7－8］收稿日期:2012－12－21;修回日期:2013－02－16在風機設計時，參照GL規(guī)范與IEC標準，作者簡介:凡增輝(1986—)，男，工程師，主要從事風機機運用行業(yè)通用的風機設計軟件Bladed，對風機的各械傳動設計工作，E－mail:fanzh@teg．cn。工況進行模擬計算，經(jīng)過后處理，可以提取出針對·2·《軸承》2013．№．7偏航軸承坐標系下的載荷工況，如圖2所示。成的徑向力Fr;由Mx，My合成的傾覆力矩Mxy，如圖1所示(偏航軸承不承受Mz，

8、因此，在此不予考慮)。風機偏航軸承的承載能力與壽命主要考慮對象是溝道，且其承受的主要載荷為傾覆力矩，因此需要在Bladed軟件中利用“ChannelC