[发明专利]风电机组非对称双列圆锥滚子主轴承及其设计方法

权利要求书

1.风电机组非对称双列圆锥滚子主轴承，其特征在于：所述双列圆锥滚子主轴承包括主列圆锥滚子轴承结构和副列圆锥滚子轴承结构，且所述主列圆锥滚子轴承结构和副列圆锥滚子轴承结构为非对称式，该主列圆锥滚子轴承结构的承载能力大于副列圆锥滚子轴承结构，两列圆锥滚子轴承结构共用一个外圈；其中，所述主列圆锥滚子轴承结构的主滚道内圈与外圈之间设有主滚道保持架，所述副列圆锥滚子轴承结构的副滚道内圈与外圈之间设有副滚道保持架，且所述主滚道保持架和副滚道保持架上分别设有主滚道滚子和副滚道滚子，且两个滚道内圈之间设有内圈隔片。

2.根据权利要求1所述的风电机组非对称双列圆锥滚子主轴承，其特征在于：所述主列圆锥滚子轴承结构的滚子直径、滚子长度、接触角、滚子修型、滚子空心或实心参数中一项或多项不同于副列圆锥滚子轴承结构。

3.根据权利要求1或2所述的风电机组非对称双列圆锥滚子主轴承的设计方法，其特征在于：包括静强度设计及疲劳寿命设计两部分；

首先以非对称双列圆锥滚子主轴承的中心为坐标原点建立一个载荷坐标系，假设该非对称双列圆锥滚子主轴承仅承受F_x力，则承受正向F_x力外部载荷的滚道为滚道A，另一列滚道为滚道B；

所述静强度设计部分的具体步骤如下：

11)两列非对称滚道滚子受力计算：根据Hertz接触理论中接触变形与受力的关系，通过计算两列非对称滚道滚子变形从而得出两列非对称滚道滚子每个切片滚子的法向力；

12)两列非对称滚道滚子Hertz接触中心应力计算：通过将两列非对称滚道滚子每个切片滚子的法向力带入Hertz接触中心应力计算公式，分别得出两列非对称滚道的最大Hertz接触应力；

13)滚道静强度安全系数计算：将两列非对称滚道的最大Hertz接触应力与许用的Hertz接触应力做比较，得出滚道静强度安全系数；

所述疲劳寿命设计部分的具体步骤如下：

21)两列非对称滚道滚子及套圈当量动载荷计算：通过将两列非对称滚道滚子每个切片滚子的法向力代入滚动体当量动载荷公式，得出两列滚动体的当量动载荷；进而根据两列滚动体的当量动载荷分别计算出对应的套圈的当量动载荷；

22)滚道基本额定寿命计算：根据ISO281和ISO/TS 16281标准定义，采用额定滚动体负荷公式分别计算出两列非对称滚道的额定滚动体负荷，并结合当量动载荷根据基本额定寿命公式得出滚道的基本额定寿命；

23)两列非对称滚道滚子修正系数计算：根据ISO281和ISO/TS 16281标准定义，采用两列非对称滚道每个切片滚子等效套圈的当量动载荷得出两列非对称滚道每个切片滚子的滚道寿命修正系数；

24)轴承的修正额定寿命计算：通过将滚道寿命修正系数与轴承的基本额定寿命根据修正额定寿命公式，计算出轴承的修正额定寿命。