兆瓦級風電機組變槳軸承設計與技術要求

　　2.3.1 建立FEA 模型
　　在進行摩擦力矩的測量時，軸承水平放置，僅承受重力。由于圓周方向存在的對稱性，因此在進行套圈的力學分析時，只需要取出包含半個鋼球的小弧段進行研究即可。
　　2.3.2 建立FEA 模型的參數
　　（1）外載荷：僅承受重力
　　（2）邊界條件：
　　a 內外套圈沿兩個側面的法向對稱
　　b 鋼球沿中心截面的法向對稱
　　c 外圈底平面沿法向的位移約束
　　（3）接觸條件：每個鋼球與內外套圈滾道分別構成四個接觸對
　　（4）材料參數：合金鋼，彈性模量E=2.1x105 MPa泊松比=0.28， 密度=7.8mg/mm3
　　2.3.3 理論計算
　　由于鋼球與滾道的接觸點到軸承軸線的距離是定值，因此摩擦力矩的值應正比于球與滾道間的摩擦力。而摩擦力又正比于法向接觸力，因此，對于變槳軸承，其摩擦力矩的值應正比于鋼球與滾道間法向接觸力之和。
　　設單排和雙排球的摩擦力矩分別是M1，M2 ；
　　單排時球與滾道的法向接觸力分別是Q11，Q12 ；
　　雙排時球與滾道的法向接觸力分別是Q21，Q22，Q23，Q24 ；
　　則有
　　通過對變槳軸承溝道過盈量分段進行計算，計算結果還顯示，隨著過盈量的增加，鋼球與滾道間的接觸力在逐步增加；隨著套圈彈性變形的增加，力矩比呈下降趨勢。在啟動摩擦力矩允許的最大過盈量時為Mi=1.25，在變槳軸承溝道必須保證的最小過盈量時為Mi=1.7。單溝道啟動摩擦力矩與成品啟動摩擦力矩的關系決定了軸承能否實現雙排溝道同時承受載荷。裝配啟動摩擦力矩取決于溝道的過盈量，依據風電機組變槳力矩要求，應控制在1.3 ～ 1.7 倍的單溝道啟動摩擦力矩，超過此范圍，就表明雙排四點接觸球軸承承載能力可能減為單排四點接觸球軸承承載能力。這個變化可通過檢測單溝道啟動摩擦力矩與成品啟動摩擦力矩的關系來確定，比例關系超出范圍就意味著雙排四點接觸球軸承承載能力減為了單排四點接觸球軸承承載能力，一旦裝機，就會給風電機組帶來極大隱患。當風電機組需要承受極限載荷時，由于軸承的承載能力達不到設計要求，造成變槳失敗。為保證每臺風電機組變槳的穩定，每臺風電機組上所裝的三套軸承的成品啟動摩擦力矩相互差不能大，應該通過選配的方式配組安裝。