变桨轴承空载摩擦力矩的有限元分析计算

汪洪，胡宝成，陈原

(1．洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471039；2．洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

风力发电机用变桨转盘轴承安装在桨叶的根部，用于连接桨叶与轮毂。变桨轴承多为双排四点接触球轴承。为了提高承载能力，钢球与沟道间采用过盈装配。此类轴承对内、外圈两排沟道的沟形及沟间距的一致性有很高的要求。内、外圈沟间距不一致时会使摩擦力矩急剧增加，严重影响轴承运转的灵活性。两排钢球的装配过盈量不一致时，会造成偏载，影响轴承的承载能力和使用寿命。实际生产时，为了保证轴承质量，要求在空载时分别测量装入双排钢球和单排钢球时轴承的摩擦力矩，并将两者的比值(以下简称力矩比TR)作为一个重要的质量控制指标。关于变桨轴承理想力矩比TR的具体值，轴承的供需双方有时会产生一定的分歧，但都无法提供可靠的理论依据。为此，采用有限元分析技术，结合轴承的实测结果，探索该指标的数值计算方法。

1 力矩比TR

力矩比TR可以综合反映轴承沟道的加工和装配质量。其理想值是指轴承空载并且其内、外套圈的两排沟道尺寸及装配过盈均达到理想状态时，装入双排球和单排球后摩擦力矩的比值。显然，当内、外圈沟间距相差较大时，力矩比TR会大大超过其理想值。相反，当双排球的装配过盈量相差较大时，力矩比TR会小于理想值并趋近于1。

运用经典轴承理论进行分析计算，得出力矩比TR接近于2的结论。然而，其是以套圈的刚性假设为前提的，认为弹性变形仅发生在钢球与沟道接触处的微小范围。……