第38卷第10期 2017年10月
文章编号：0254-0096(2017)10-2645-07
太阳能学报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA
螺栓预紧力对大型双排四点接触球轴承
载荷分布的影响
Vol. 38, No. 10 0et., 2017
杜静，代学良，杨显刚12，金鑫，周云鹏，张禄
(1.重庆大学机核工程学院，重庆400044；2.中船重工（重庆)海装风电设备有限公司，重庆401122）
摘要：通过采用超单元法模拟滚珠-滚道接触，用等效梁法模拟螺栓，得到大型双排四点接触球轴承有限元简化模型，再与不加螺栓有限元算法以及理论算法对比，验证该模型的正确性，并利用此方法分析螺栓预紧力对轴承载荷分布的影响。研究表明：随着均布螺栓预紧力的增加，滚珠-滚道最大接触载荷先降低后小幅增加；非均布螺栓预
紧力使滚珠-滚道接触载荷波动加刷：内、外图螺栓预紧力差异使上、下排滚珠-滚道接触载荷差异增大，关键词：有限元分析：变築轴承；螺栓预紧力；载荷分布
中图分类号：TH123+.4 0
引言
文献标识码：A
型，并对安装条件中螺栓预紧力对轴承载荷分布的影响进行详细分析。
变聚轴承是风力发电机中关键的支承部件之
一，其主要结构形式多为内图或外圈带齿的单排或双排四点接触球轴承。变浆轴承一般安装在40~ 60m高空，要装及更换极为不便使，且成本较高。因此要求变桨轴承具有20a使用寿命及很高的可靠性"。变桨轴承安装一般采用螺栓紧固于安装基础上的方式，其受力和变形情况受螺栓预紧力影响。换言之，螺栓预紧力影响轴承的可靠运行。因此，分析螺栓预紧力对载荷分布的影响，根据应用场合选择合适的预紧力和实现方法具有重要意义
针对该问题，国内外学者做了大量研究[-9],其中，国内的王永全等"研究了有螺栓的轴承载荷分布，但螺栓预紧力等效为均勾压力，从而不能真实模拟在载荷作用下螺栓应力变化及其对轴承载简分布的影响。国外的Kania等研究了有螺栓的轴承载荷分布，但其螺栓模拟简化了螺栓孔，忽略了螺栓孔对轴承载荷分布的影响
本文在前人对大型双排四点接触球轴承研究的基础上，提出一种新型模型简化方法，利用赫兹接触理论及有限元分析方法建立合理的有限元模
有限元模型简化与建立
以某型1.5MW风力发电机变浆轴承为研究对
象，该轴承为双排四点接触球轴承，球组节圆直径 1691mm，每排滚珠数量为84个，初始接触角45°，沟曲率半径26.32mm，滚珠直径50.5mm，上、下滚道中心距70mm，安装螺栓为74个，其主要尺寸及安装条件如图1所示。
41900 $18.10
1658 41499 01575
1.叶根2.螺栓3.外圈4.上滚道5.下滚道
6.内圈7.轮额
图1变巢轴承安装示意图（mm）
Fig. 1 Pitch bearing installation schematic(mm)
收稿日期：2015-09-21
基金项目：中央高校基本科研业务费（106112015CDJXY110006）；国家自然科学基金(51005255)；重庆市基础与前沿研究计划一般项目
OQCSTC(estc2013jcyja900118
通信作者：社静（1964—），女，博土、教授，主要从事风力发电机方面的研究。dujing@equ.edu.cn