[发明专利]一种主轴轴承滚道校核工具

说明书

本发明公开了一种主轴轴承滚道校核工具，工具可直接对时序载荷、LDD载荷谱进行等效处理，将每一个工况等效为一组载荷，所得当量载荷为轮毂中心处载荷，可通过平衡关系进一步转化到轴承中心处，工具按轴承结构形式区分有两大模块，分别为双列球面滚子轴承滚道校核模块、双列圆锥滚子轴承滚道校核模块，首先根据ISO76‑2006标准提供的方法求解轴承滚道静强度安全系数、接触应力，其次根据ISO281‑2007标准求解轴承滚道基本额定寿命、修正额定寿命，最后根据ISO16281‑2008标准求解轴承的参考寿命，本工具可非常有效缩短整机开始设计周期，更好服务于风力发电机设计、认证和评估，提高风机发电机组设计的可靠性，节约成本。

技术领域

本发明涉及风力发电机组部件强度分析领域，尤其是指一种主轴轴承滚道校核工具。

背景技术

业内习知，主轴轴承作为风力发电机组主传动链的重要零件，其性能的可靠性不仅影响其自身维护成本，同时决定着传动链的可靠性。主轴轴承主要包括双列球面滚子、圆环滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承，通过不同的配置有不同的方案，目前每一家轴承供应商的计算方法、评价指标不一，这就为后期的载荷评估带来麻烦，因此有必要针对主轴承滚道校核建立一个集成不同算法、不同评价标准的工具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有主轴承滚道校核计算过程中的不足，提供了一种高效、快捷、系统的主轴轴承滚道校核工具，该工具主要针对双列球面滚子+双列球面滚子配置方案与双列圆锥滚子轴承两种配置方案，集成了不同的计算方法及评价指标，可非常有效缩短整机开始设计周期，更好服务于风力发电机设计、认证和评估，提高风机发电机组设计的可靠性，节约成本。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种主轴轴承滚道校核工具，为基于Matlab开发的主轴轴承滚道校核软件，该软件能够直接利用LDD载荷谱进行疲劳寿命评估，同时能够对时序载荷进等效处理，将每一个工况等效为一组载荷，且等效的载荷谱的形式与LDD载荷谱形式一致；根据已有的等效载荷进一步得到当量载荷，所得当量载荷为轮毂中心处载荷，通过平衡关系进一步转化到轴承中心处，所述工具按轴承结构形式区分有两大模块，分别为双列球面滚子轴承滚道校核模块、双列圆锥滚子轴承滚道校核模块，主要用于风力发电机主轴轴承初期选型、认证以及后期的结构强度评估；

所述双列球面滚子轴承滚道校核模块的情况是：首先根据ISO76-2006标准提供的方法求解双列球面滚子轴承滚道静强度安全系数、接触应力，其次根据ISO281-2007标准求解双列球面滚子轴承滚道基本额定寿命、修正额定寿命，最后根据ISO16281-2008标准求解双列球面滚子轴承的参考寿命，模块根据Hertz的接触理论及实验结果总结的Palmgren接触变形公式，结合变形与负载关系采用一维插值积分求解，通过滚子修形避免滚子在端部处产生应力集中的现象，通过滚子切片方式考虑接触应力的不均匀性，为使得程式快速收敛，采用牛顿迭代法求解变形量初值，根据循环迭代求解内圈相对于外圈的变形，得到双列球面滚子轴承滚道精确的载荷分布，求解双列球面滚子轴承的参考寿命；

所述双列圆锥滚子轴承滚道校核模块的情况是：首先根据ISO76-2006标准提供的方法求解双列圆锥滚子轴承滚道静强度安全系数、接触应力，其次根据ISO281-2007标准求解双列圆锥滚子轴承滚道基本额定寿命、修正额定寿命，最后根据ISO16281-2008标准求解双列圆锥滚子轴承的参考寿命，模块建立外载荷与滚道的载荷分布关于轴承内圈相对与轴承外圈的轴向变形、径向变形，弯曲变形的平衡方程，通过Newton-Raphson方程迭代求解，得到双列圆锥滚子轴承滚道精确的载荷分布，求解双列圆锥滚子轴承滚道校核的参考寿命。

所述时序载荷的处理的情况如下：

对每一个时序载荷工况的力、弯矩、速度通过方程1.1-1.3处理得到等效载荷工况表；