[发明专利]由最大滚动体负荷设置偏航轴承动载荷承载曲线的方法

权利要求书

1.一种由最大滚动体负荷设置偏航轴承动载荷承载曲线的方法，偏航轴承在给定参数如轴承节圆直径dm、滚动体数量Z和接触角α的前提下，其特征在于：根据偏航轴承的轴向动载荷Fa＝Q_max·Z·sinα·Ja(ε1，ε2)、倾覆力矩动载荷M＝Q_max·Z·dm·sinα·Jm(ε1，ε2)以及偏航轴承的额定寿命L＝[(Qeμ1/Qci1)^10/3+(Qeμ2/Qci2)^10/3+(Qev1/Qce1)^10/3+(Qev2/Qce2)^10/3]^-9/10导出最大滚动体负荷Q_max计算公式：

Q_max＝3.218·ε1^1.5·{[J1(ε1)^3.33·ε1⁵+J1(ε2)^3.33·ε2⁵]/Qci^3.33+[J2(ε1)^3.33·ε1⁵+

      J2(ε2)^3.33·ε2⁵]/Qce^3.33}^-0.3

在上述导出的最大滚动体负荷Q_max计算公式中各符号所代表的含义如下：

ε1表示对应于内圈的上半滚道、外圈的下半滚道与滚动体之间接触的滚动体负荷分布范围系数；

ε2表示对应于内圈的下半滚道、外圈的上半滚道与滚动体之间接触的滚动体负荷分布范围系数；

J1(ε1)或J1(ε2)表示内圈滚道当量滚动体负荷的积分系数；

J2(ε1)或J2(ε2)表示外圈滚道当量滚动体负荷的积分系数；

Qci表示内圈滚道额定滚动体负荷；

Qce表示外圈滚道额定滚动体负荷；

从最大滚动体负荷Q_max计算公式看出：ε1或ε2的取值不同所得出对应的Q_max值也不相同，而不相同的一组Q_max值又决定着对应的一组轴向动载荷Fa值不相同或对应的一组倾覆力矩动载荷M值不相同，而偏航轴承动载荷承载曲线的设置是建立在轴向动载荷Fa和倾覆力矩动载荷M基础上的平面坐标系，需要用最少的一组轴向动载荷Fa取值和一组倾覆力矩动载荷M取值来准确设置偏航轴承的动载荷承载曲线，在这一最少取值原则下ε1或ε2的取值必须同时满足下述两个并列条件：

①当ε1＜1时，ε1+ε2＝1且ε1≥ε2；

②当ε1≥1时，ε2＝0；

在上述最少取值原则和两个条件下，ε1在0.500至∞的取值区间内能够得到11组最具代表性的取值，ε1的11组取值如下：

ε1＝0.500，0.600，0.700，0.800，0.900，1.000，1.250，1.670，2.500，5.000，∞；

同理，与ε1的11组取值点相对应存在11组ε2的取值如下：

ε2＝0.500，0.400，0.300，0.200，0.100，0.000，0.000，0.000，0.000，0.000，0.000；

当ε1和ε2的取值确定后，偏航轴承动载荷承载曲线的设置方法如下：

1)依据Qci＝357.8·bm·λ·η·[2·fi/(2·fi-1)]^0.41·(1-γ)^1.39/(1+γ)^1/3·(γ/cosα)^0.3·Dw^1.4·Z^-1/3计算出常量为内圈滚道额定滚动体负荷；

2)依据Qce＝357.8·bm·λ·η·[2·fe/(2·fe-1)]^0.41·(1+γ)^1.39/(1-γ)^1/3·(γ/cosα)^0.3·Dw^1.4·Z^-1/3计算出常量为外圈滚道额定滚动体负荷；

3)将上述11组ε1取值、11组ε2取值和步骤1)中的Qci11计算值以及步骤2)中的Qce计算值分别代入导出的最大滚动体负荷Q_max计算公式中可以得到相对应的11组最大滚动体负荷Q_max值；

4)将步骤3)中的11组最大滚动体负荷Q_max值分别代入Fa＝Q_max·Z·sinα·Ja(ε1，ε2)和M＝Q_max·Z·dm·sinα·Jm(ε1，ε2)得到相对应的11组Fa值和M值；

5)以轴向动载荷Fa为横坐标并以倾覆力矩动载荷M为纵坐标建立偏航轴承动载荷承载曲线平面坐标系，在偏航轴承动载荷承载曲线平面坐标系中找出Fa值与M值一一相对应交汇的11个坐标点，从倾覆力矩动载荷M纵坐标轴上的坐标点开始将11个坐标点依次相连直到轴向动载荷Fa横坐标轴上的坐标点为止，即可得到在给定参数下的偏航轴承动载荷承载曲线。

2.如权利要求1所述的由最大滚动体负荷设置偏航轴承动载荷承载曲线的方法，其特征在于：依据最大滚动体负荷设置偏航轴承动载荷承载曲线的使用方法如下：

a、由用户根据风电偏航轴承工况提供轴向动载荷Fa_A、倾覆力矩动载荷M_A和额定寿命L_A；

b、在偏航轴承动载荷承载曲线图中找出给定载荷(Fa_A，M_A)的坐标点并用“A”点表示；

c、将坐标原点和“A”点的连接直线延长并与偏航轴承动载荷承载曲线相交得到“B”点，从偏航轴承动载荷承载曲线上读出“B”点的坐标值(Fa_B，M_B)；

d、计算载荷因子fL，fL＝Fa_B/Fa_A；

e、计算给定Fa_A和M_A条件下的额定寿命，L＝30000·fL³；

f、判断L≥L_A是否成立，如成立则所设计的风电偏航轴承能够满足使用要求，如不成立则所设计的风电偏航轴承不能够满足使用要求。