[发明专利]一种风电主轴轴承模型加速寿命试验方法

说明书

本发明专利公开了一种风电主轴轴承模型加速寿命试验方法，该方法以风力发电机主轴轴承等比例缩小模型为试验样本，借助小型的滚动轴承强化试验台即可等效实现风力发电机主轴轴承的加速寿命试验。该方法基于风力发电机主轴轴承试验模型与试验原型之间的等效寿命模型的相似准则，对电主轴轴承模型加速寿命试验在试验载荷、试验转速、试验中振动加速度型号与温度测量、试验失效判断和试验数据后处理上存在的问题进行解决。该方法的提出解决了当前我国4WM功率以上风电主轴轴承可靠性试验的难题，为风电主轴轴承加速寿命试验提供一种方案。

技术领域

本发明专利属于机械工程领域，具体涉及一种风电主轴轴承模型加速寿命试验方法，采用该方法对风电主轴轴承进行试验，可以明显的缩短试验时间，降低试验成本。该方法能够节约试验成本的同时又保证准确合理地研究风力发电机主轴轴承的可靠性性能。

背景技术

风力发电机主轴轴承是风力发电机不可缺失的关键部件，其可靠性直接影响风力发电机的运行状况。主轴轴承直径可达数米，并且通常安装在野外高空，致使其维修难度大，维修费用高，更换一套主轴轴承成本不可估量，一旦出现失效，延误发电，实施维修，将给使用单位和制造单位均造成巨大损失。因此研究如何提高主轴轴承可靠性，对有效延长使用寿命具有重要意义。

目前我国国内尚无一家企业已研发4WM功率以上风电主轴轴承试验台。公开号为CN 105372069A的中国专利申请公开了一种大型风力发电机主轴承缩尺性能试验台，能够满足不同类型、尺寸风电主轴承综合性能试验；通过不同位置油缸复合加载能够模拟主轴承实际受载工况，同时实现对轴承温度、振动、转速、摩擦力矩、应力应变等性能参数的同步测量。所以为了科学合理的验证其可靠性性能，使用尺寸缩小模型进行风电主轴轴承寿命试验是一种可行的手段。因而迫切需要一种合理的风电主轴轴承模型加速寿命方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，一种风力发电机主轴轴承模型加速寿命试验相似准则建立方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

提出了一种风电主轴轴承模型加速寿命试验方法，包括以下步骤：

步骤1：根据具体风电主轴轴承型号与现有轴承试验台按照式：确定尺寸缩比；

其中，D_m为主轴轴承模型的节圆直径，D_p为主轴轴承原型的节圆直径；

步骤2：依据模型的尺寸缩比定制风电主轴轴承模型非标零件作为实验样本；

步骤3：根据加速寿命试验中原风电主轴轴承额定动载荷值Cr计算主轴轴承原型理论寿命值，计算公式如下；

式中：L_o.10为风电主轴轴承原型在初始工况下失效率为10％时理论寿命值；I_o为风电主轴轴承原型实际工况下最大当量动载荷值；

步骤4：根据试验要求与计算得出的风电主轴轴承原型理论寿命得出加速寿命试验加速因子值；

式中：L_o.R为可靠度为R时风电主轴轴承在实际工况的理论寿命值，L_p.R为可靠度为R时风电主轴轴承在加速工况的理论寿命值；

步骤5：计算加速试验下的理论当量动载荷值，计算公式如下：

步骤6：计算风力发电机主轴轴承模型的当量动载荷值，计算公式如下：

P_m＝P_pc² (3)；

步骤7：判断风力发电机主轴轴承模型加速载荷是否使轴承产生实质性的塑性变形而导致轴承失效机理发生变化；