专利名称：一种变桨轴承结构参数的确定方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机轴承结构参数的确定方法，尤其是一种风力发电机变桨轴承结构参数的确定方法。
背景技术：
风力发电机轴承包括变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承和变速箱轴承，变桨轴承广泛采用特大型双列四点接触球轴承，安装在风力发电机每个叶片的根部与轮毂的连接部位。风力发电机组由于在野外高空运行，安装和维护非常不便，并且承受冲击载荷，因此要求变桨轴承要能够承受复杂的联合载荷，具有足够的强度和承载能力，同时还要求变桨轴承具有良好的密封性能和较高的可靠性以及20年的使用寿命，另外由于风力发电机在2 3级风时就要启动，因此还要求轴承具有小的启动力矩及高灵敏性。变桨轴承的结构参数直接影响轴承的接触载荷分布、承载能力、使用寿命及摩擦力矩的大小，所以在变桨轴承的设计中结构参数的确定十分重要。目前，变桨轴承结构参数设确定方法如下:根据国家标准或者安装空间进行外形尺寸的选择后，按照外形尺寸来计
算节圆直径丸、钢球直径Dw、球数或者按照一定的优化方法对节圆直、钢球直
径Dw、球数z进行优化，然后根据经验确定内外沟曲率半径系数<，<、原始接触角&。、
游隙这种确定方法对于内外沟曲率半径系数原始接触角、游隙根据经验粗略取值，没有国家标准可以参照。这种确定方法因为缺乏科学性，没有理论支撑，无法保证确定出来的轴承满足使用要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机变桨轴承的结构参数的确定方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种变桨轴承结构参数的确定方法，包括以下步骤:
(1)、根据国家标准或者安装空间选择变桨轴承的外形尺寸，根据选择的变桨轴承的外形尺寸初步计算节圆直径、钢球直径Dw和钢球个数并根据经验初步选择内圈沟曲
率半径系数 <、外圈沟曲率半径系数夂、原始接触角%、径向游隙; (2)、采用遗传算法或其它优化算法，以额定动负荷^、额定静负柯C、及摩擦力矩 为自变量建立目标函数，优化节圆直、钢球直径￡)胃、钢球个数1、内圈沟曲率半径系数外圈沟曲率半径系数
(3)、根据空载启动摩擦力矩-游隙关系选择径向游隙并计算此时正常运转时的摩擦力斯$_|:纟I，具体如下:①、根据给定的轴承结构参数、自身重力以及设定的轴承径向游隙JJ,求出空载下变桨轴承接触对A在不同位置角■处钢球与滚道间的法向接触力；
②、应用公式
权利要求
1.一种变桨轴承结构参数的确定方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)、根据国家标准或者安装空间选择变桨轴承的外形尺寸，根据选择的变桨轴承的外形尺寸初步计算节圆直径 球直 Dw和钢球个数z，并根据经验初步选择内圈沟曲率半径系数外圈沟曲率半径系数原始接触角径向游隙―； (2)、采用遗传算法或其它优化算法，以额定动负荷C1、额定静负柯(.:丨及摩擦力矩Me为自变量建立目标函数，优化节圆直径Cllll、钢球直径1\、钢球个数Z、内圈沟曲率半径系数^、外圈沟曲率半径系数I; (3)、根据空载启动摩擦力矩%-游隙关系确定径向游隙^,并计算此时正常运转时的摩擦力矩MeJi,具体如下: ①、根据给定的轴承结构参数、自身重力以及设定的轴承径向游隙1^,求出空载下变桨轴承接触对左在不同位置处钢球与滚道间的法向接触力&^ ； ②、应用公式
2.根据权利要求1所述的一种变桨轴承结构参数的确定方法，其特征在于:步骤(2)中，以额定动负荷Gj、额定静负荷及摩擦力矩Hg作为优化设计模型的目标建立的目标函数为
全文摘要
一种变桨轴承结构参数的确定方法，包括以下步骤(1)选择变桨轴承的外形尺寸，初步计算节圆直径、钢球直径和钢球个数，初步选择内外圈沟曲率半径系数、原始接触角和径向游隙；(2)对步骤(1)中所述各参数进行优化；(3)确定径向游隙，计算此时正常运转时的摩擦力矩1；(4)确定内外沟曲率半径系数；(5)确定原始接触角；(6)计算疲劳寿命和此时正常运转时的摩擦力矩2；(7)检验寿命是否满足要求，且2＜1，否则重复步骤(1)到步骤(7)，直到确定出需要的变桨轴承的结构参数。本发明，能够精确确定变桨轴承的内外沟曲率半径系数、径向游隙和原始接触角，并保证由此设计出的变桨轴承寿命提高，改变了变桨轴承结构参数无确定依据和科学确定方法的现状。
文档编号F16C19/14GK103256299SQ20131019150
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月22日 优先权日2013年5月22日
发明者王燕霜, 曹佳伟, 袁倩倩, 李璞, 李燕, 高鹏飞 申请人:河南科技大学