[发明专利]许用最大滚动体负荷设置变桨轴承静载荷承载曲线的方法

摘要

一种许用最大滚动体负荷设置变桨轴承静载荷承载曲线的方法，根据赫兹接触理论得到许用最大滚动体负荷[Qmax]替代Qmax可以得到变桨轴承的轴向静载荷Fa许和倾覆力矩静载荷计算公式M许，在最少取值原则下确定ε1或ε2的取值并满足两个并列条件：①当ε1＜1时，ε1+ε2＝1且ε1≥ε2；②当ε1≥1时，ε2＝0。当ε1和ε2取值确定可算出Fa许和M许值，以轴向动载荷Fa许为横坐标并以倾覆力矩动载荷M许为纵坐标设置变桨轴承静载荷承载曲线，依据许用最大滚动体负荷所设置的变桨轴承静载荷承载曲线的使用方法可验证变桨轴承的选型是否满足使用要求，还可作为变桨轴承设计参数优化的依据。

主权项

一种许用最大滚动体负荷设置变桨轴承静载荷承载曲线的方法，在给定变桨轴承的节圆直径dm、滚动体数量Z、接触角α、内圈滚道的沟曲率半径系数fi和许用最大滚动体接触应力[σmax]＝4200MPa的前提下，其特征在于：根据赫兹接触理论得到许用最大滚动体负荷[Qmax]的计算公式为：[Qmax]＝1.5979×10-9·(na·nb·[σmax])3/(∑ρ)2所述Qmax计算公式中接触点的主曲率和∑ρ的计算公式如下：∑ρ＝[4-1/fi+2·Dw·cosα/(dm-Dw·cosα)]/Dw其中：na、nb分别表示与接触点主曲率差有关的系数；通过[Qmax]计算公式可以确定变桨轴承滚动体负荷与接触应力之间的数学关系，再依据变桨轴承外部载荷与滚动体负荷之间的平衡条件，变桨轴承的外部轴向静载荷计算公式为Fa＝Qmax·Z·sinα·Ja(ε1，ε2)，外部倾覆力矩静载荷计算公式为M＝Qmax·Z·dm·sinα·Jm(ε1，ε2)，所述公式中个别参数符号表示的含义如下：Ja(ε1，ε2)——轴向静载荷积分系数；Jm(ε1，ε2)——倾覆力矩静载荷积分系数；ε1、ε2——滚动体负荷分布范围系数，其中ε1中的“1”对应于内圈的上半滚道、外圈的下半滚道与滚动体之间的接触，ε2中的“2”对应于内圈的下半滚道、外圈的上半滚道与滚动体之间的接触；上述公式共同确定了变桨轴承的外部轴向静载荷Fa和倾覆力矩静载荷M与最大滚动体负荷之间的数学关系，将许用最大滚动体负荷[Qmax]替代Qmax可以得到变桨轴承的轴向静载荷计算公式Fa许＝[Qmax]·Z·sinα·Ja(ε1，ε2)和倾覆力矩静载荷计算公式M许＝[Qmax]·Z·dm·sinα·Jm(ε1，ε2)，利用这两个计算公式就可以得到在许用最大滚动体负荷下的轴向静载荷Fa许和倾覆力矩静载荷M许；从变桨轴承的轴向静载荷Fa许和倾覆力矩静载荷M许的计算公式可以看出：ε1或ε2的取值不同时，所得出的轴向静载荷Fa许和倾覆力矩静载荷M许的值也不同，而变桨轴承静载荷承载曲线的设置是建立在轴向静载荷Fa许和倾覆力矩静载荷M许基础上的平面坐标系，需要用最少的一组轴向静载荷Fa许取值和一组倾覆力矩静载荷M许取值来准确设置变桨轴承的静载荷承载曲线，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的取值在0.500至∞的区间能够得到11组最具代表性的值点，ε1的11组值点如下：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组值点对应的ε2值点如下：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的值点确定后，变桨轴承静载荷承载曲线设置的方法如下：1)依据[Qmax]＝1.5979×10-9·(na·nb·[σmax])3/(∑ρ)2计算出常量为许用最大滚动体负荷；2)将上述11组ε1取值、11组ε2取值和步骤1)中的[Qmax]计算值分别代入Fa许＝[Qmax]·Z·sinα·Ja(ε1，ε2)和M许＝[Qmax]·Z·dm·sinα·Jm(ε1，ε2)得到相对应的11组Fa许值点和M许值点；3)以轴向静载荷Fa许为横坐标并以倾覆力矩静载荷M许为纵坐标建立变桨轴承静载荷承载曲线平面坐标系，在变桨轴承静载荷承载曲线平面坐标系中找出Fa许值与M许值一一相对应交汇的11个坐标点，从倾覆力矩静载荷M许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静载荷Fa许横坐标轴上的坐标点为止，即可得到在许用最大滚动体负荷[Qmax]下的变桨轴承静载荷承载曲线。