风力发电机组转盘轴承疲劳寿命的研究

摘要

转盘轴承广泛应用于风力发电机组的偏航和变桨系统，成为风力发电机组的关键传动部件之一，也是风电机组易损部件之一，故研究其疲劳寿命对风力发电机组的安全运行具有重要意义。
　　 本文在对风力发电机组转盘轴承结构和载荷特点进行深入分析与研究的基础上，对比分析了国内外转盘轴承的设计标准，探讨了其疲劳寿命的理论计算方法，特别是针对变桨转盘轴承做摆动运动这一特点，对传统当量动载荷计算公式进行了必要的修正，使普通轴承的寿命理论计算方法适用于风电转盘轴承，并进行了实例计算。同时，研究了基于有限元的疲劳寿命仿真分析方法，通过仿真计算，得出了风力发电机组转盘轴承的寿命薄弱环节，并与理论计算的结果进行了对比分析。最后，本文研究分析了影响风力发电机组转盘轴承疲劳寿命的因素，对前面所得寿命进行了修正，使计算出的寿命结果更接近于实际情况。
　　 本文的研究为风电转盘轴承的初期设计和合理选型提供了一定的参考依据，有利于提高风力发电机组的安全运行周期。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 疲劳问题发展历程与现状

1．2．2 轴承寿命研究现状

1．2．3 转盘轴承研究现状

1．3 本文主要研究内容与意义

第2章 风力发电机组转盘轴承结构及载荷分析

2．1 风力发电机组转盘轴承系统工作原理

2．1．1 偏航系统

2．1．2 变桨系统

2．2 转盘轴承结构

2．3 转盘轴承受力分析

2．4 转盘轴承设计标准

2．4．1 国际标准

2．4．2 国内标准

2．4．3 标准对比分析

2．5 本章小结

第3章 转盘轴承理论寿命计算方法研究

3．1 转盘轴承理论寿命计算流程

3．2 当量动载荷的确定

3．3 轴向基本额定动载荷的确定

3．3．1 偏航轴承轴向基本额定动载荷

3．3．2 变桨轴承轴向基本额定动载荷修正

3．4 基本额定寿命的计算

3．5 计算实例

3．5．1 变桨轴承计算实例

3．5．2 偏航轴承计算实例

3．6 本章小结

第4章 转盘轴承疲劳寿命仿真计算方法研究

4．1 疲劳寿命仿真计算流程

4．2 转盘轴承有限元建模

4．2．1 建模方法的选择

4．2．2 有限元模型建立

4．2．3 约束施加与计算

4．3 轴承疲劳寿命仿真计算

4．3．1 疲劳分析方法的确定

4．3．2 轴承载荷参数的设定

4．3．3 材料疲劳特性的设置

4．3．4 疲劳累计损伤原理

4．4 实例计算与结果分析

4．5 本章小结

第5章 轴承寿命的修正探讨

5．1 疲劳寿命影响因素概述

5．2 转盘轴承寿命的修正

5．3 修正因子的确定

5．4 实例计算与结果分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢