本發(fā)明涉及大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度分析方法及過(guò)盈量分析方法。
背景技術(shù)：
：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2MW及以上機(jī)型)中主軸軸承作為支撐整個(gè)風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈的關(guān)鍵部件，其軸向定位的可靠性尤為重要，主軸承的軸向定位則均是采用軸套。早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)軸套打滑的情況，而軸套打滑后使得軸套和主軸相互磨損，一方面會(huì)造成漏脂，另一方面產(chǎn)生的鐵屑會(huì)污染油脂，所以目前的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在軸套的設(shè)計(jì)過(guò)程中，均是將軸套與主軸設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合，有效的避免了軸套打滑，但是形成過(guò)盈配合之后，軸套的受力也變得復(fù)雜，尤其是在主軸發(fā)生變形時(shí)，軸套的受力主要是三個(gè)方面：一是軸套在軸向方向會(huì)跟隨主軸發(fā)生彎曲變形產(chǎn)生彎曲應(yīng)力；二是在端面將會(huì)與主軸軸承端面相互擠壓形成擠壓應(yīng)力；第三是軸套與軸的過(guò)盈配合產(chǎn)生的接觸應(yīng)力。目前對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度的分析通常是采用工程算法，但是隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率等級(jí)增大，載荷也越來(lái)越大，主軸在在載荷的作用下發(fā)生彈性變形是不可避免的，如上所述形成過(guò)盈配合后，主軸變形后軸套的受力將不再是單一均勻的載荷，而是力、力矩和接觸三者共同作用的結(jié)果，采用工程算法既無(wú)法考慮主軸以及軸承剛度對(duì)軸套強(qiáng)度的影響，對(duì)接觸應(yīng)力的計(jì)算也過(guò)于簡(jiǎn)化，更無(wú)法模擬復(fù)雜的邊界條件，因而不能反映軸套的真實(shí)受力情況，導(dǎo)致影響分析計(jì)算的精度。此外，采用工程算法時(shí)由于無(wú)法預(yù)判軸套在外載作用下與主軸的接觸狀態(tài)，因而過(guò)盈量的選取完全依靠經(jīng)驗(yàn)，這也進(jìn)一步加大了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，傳統(tǒng)的工程算法已經(jīng)不能滿(mǎn)足大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中主軸承軸套的強(qiáng)度分析要求以及過(guò)盈量設(shè)計(jì)要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、能夠真實(shí)反映軸套的受力且分析精度高的風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度分析方法，以及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、過(guò)盈量設(shè)計(jì)合理的風(fēng)電機(jī)組中軸套過(guò)盈量分析方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度分析方法，步驟包括：1)模擬軸套的受力通過(guò)有限元建模建立包括軸套、主軸以及主軸承部件，以及前機(jī)架、軸承座、鎖緊螺母和齒輪箱支撐座部件的分析模型；2)將所述分析模型中主軸與軸套之間建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系，并模擬軸套的邊界條件對(duì)所述分析模型中各部件進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，得到邊界設(shè)置后分析模型；3)對(duì)所述邊界設(shè)置后分析模型施加載荷以及約束邊界并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在載荷作用下的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)，由得到的所述應(yīng)力、接觸狀態(tài)分析主軸承軸套強(qiáng)度。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1)中建立分析模型的具體步驟為：建立包括軸套、主軸、主軸承部件，以及前機(jī)架、軸承座、鎖緊螺母和齒輪箱支撐座部件的幾何模型，并按照各部件之間的裝配關(guān)系進(jìn)行裝配；對(duì)裝配后形成的裝配體進(jìn)行網(wǎng)格劃分后生成有限元模型，得到所述分析模型。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，具體基于六面體單元對(duì)所述裝配體中軸套的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，并設(shè)置所述六面體單元為非協(xié)調(diào)單元；所述進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，調(diào)整軸套與其他部件的接觸位置處網(wǎng)格，使得所述接觸位置對(duì)應(yīng)的接觸面的節(jié)點(diǎn)對(duì)齊。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)中建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系的具體步驟為：2.1)根據(jù)軸套的裝配尺寸設(shè)定初始過(guò)盈量；2.2)基于設(shè)定的所述初始過(guò)盈量，將所述分析模型中主軸與軸套之間建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系，使得考慮軸套裝配尺寸公差時(shí)主軸與軸套之間能夠形成過(guò)盈配合。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟2)中進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，具體將前軸套圓柱面與主軸之間、后軸套圓柱面與主軸之間設(shè)置為過(guò)盈接觸；將前軸套端面與主軸之間、前軸套端面與軸承內(nèi)圈端面之間、后軸套端面與軸承內(nèi)圈端面之間以及后軸套端面與鎖緊螺母端面之間設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)接觸；將軸承外圈與軸承座內(nèi)圈之間、軸承內(nèi)圈與主軸之間、軸承座與前機(jī)架之間以及鎖緊螺母與主軸之間設(shè)置為綁定約束。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)的具體步驟為：3.1)第一載荷步：對(duì)所述邊界設(shè)置后分析模型施加過(guò)盈配合接觸載荷，并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在過(guò)盈配合作用時(shí)的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)；3.2)第二載荷步：在所述過(guò)盈配合接觸載荷的基礎(chǔ)上，對(duì)所述邊界設(shè)置后分析模型施加輪轂中心極限外載，并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在過(guò)盈配合以及外載作用下的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)；3.3)由所述步驟3.1)、步驟3.2)得到的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)進(jìn)行比較，得到軸套的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)的變化趨勢(shì)，基于所述變化趨勢(shì)分析得到軸承強(qiáng)度。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3.2)中施加輪轂中心極限外載的具體步驟為：在輪轂中心建立目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，并將目標(biāo)節(jié)點(diǎn)采用多點(diǎn)約束方式耦合到主軸的法蘭面上，完成輪轂中心的加載。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟3)中施加約束邊界具體為將分析模型中機(jī)架與偏航軸承內(nèi)圈相接觸面的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)為全約束。作為本發(fā)明軸套強(qiáng)度分析方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述分析模型中主軸承的建模步驟為：根據(jù)主軸承圓柱滾子的剛度計(jì)算單元屬性，并根據(jù)滾子數(shù)目設(shè)定單元數(shù)目，以及使用只受壓不受拉的單元得到主軸承模型。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種風(fēng)電機(jī)組中過(guò)盈量分析方法，步驟包括：按照上述主軸承軸套強(qiáng)度分析方法對(duì)軸套強(qiáng)度進(jìn)行分析；根據(jù)軸套強(qiáng)度分析結(jié)果判斷軸套與主軸的過(guò)盈配合關(guān)系，若判斷到不滿(mǎn)足過(guò)盈配合關(guān)系，調(diào)整所述邊界設(shè)置后分析模型中過(guò)盈量，直至滿(mǎn)足過(guò)盈配合關(guān)系，得到主軸與軸套之間的最佳過(guò)盈量輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1)本發(fā)明通過(guò)有限元建模建立分析模型，能夠考慮整個(gè)系統(tǒng)剛度對(duì)軸套受力的影響，基于有限元模型模擬軸套的真實(shí)受力，同時(shí)基于有限元模型進(jìn)行接觸邊界設(shè)置能夠模擬出復(fù)雜邊界條件，保證分析模型的真實(shí)性和可靠性，結(jié)合對(duì)模型施加載荷后分析得到的軸套應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)，即可真實(shí)、有效的分析軸套強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單且軸套強(qiáng)度的分析精度高，基于軸套強(qiáng)度分析可以獲取軸套在外載作用下與主軸的過(guò)盈配合狀態(tài)，以及判斷出是否會(huì)出現(xiàn)打滑的狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸套過(guò)盈量設(shè)計(jì)以有效避免軸套打滑，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性；2)本實(shí)施例進(jìn)一步通過(guò)基于分析模型中各部件的實(shí)際接觸關(guān)系進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，能夠準(zhǔn)確的定義各部件接觸邊界，從而準(zhǔn)確的模擬軸套復(fù)雜的接觸邊界，提高分析模型的準(zhǔn)確度；3)本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置兩個(gè)載荷步分別對(duì)應(yīng)過(guò)盈配合、過(guò)盈配合時(shí)施加外載的狀態(tài)，由兩個(gè)載荷步分別分析得到過(guò)盈配合作用下軸套應(yīng)力、接觸狀態(tài)，以及過(guò)盈配合作用時(shí)外載作用下應(yīng)力、接觸狀態(tài)，從而基于軸套受力和接觸狀態(tài)在過(guò)盈配合以及外載作用下的變化趨勢(shì)即可分析得到軸承強(qiáng)度，進(jìn)一步可以為軸套過(guò)盈量的設(shè)計(jì)提供依據(jù)；4)本發(fā)明主軸承軸套強(qiáng)度分析方法對(duì)軸套強(qiáng)度進(jìn)行分析后，基于軸套受力和接觸狀態(tài)的變化趨勢(shì)即可判斷過(guò)盈配合在外載作用下的變化，從而判斷軸套過(guò)盈量選取是否合理，通過(guò)調(diào)整過(guò)盈量以及不同過(guò)盈量時(shí)軸套的接觸狀態(tài)，即可獲取得到合理的過(guò)盈量，保證軸套與主軸之間良好的過(guò)盈配合關(guān)系，有效避免軸套打滑狀況發(fā)生。附圖說(shuō)明圖1是本實(shí)施例風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度分析方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。圖2是本實(shí)施例中軸套和軸承內(nèi)圈網(wǎng)格劃分結(jié)果示意圖。圖3是本實(shí)施例中分析模型接觸邊界設(shè)置的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。圖4是本實(shí)施例中邊界設(shè)置后分析模型的剖視結(jié)果示意圖。圖5是本實(shí)施例中施加載荷邊界和約束邊界后分析模型的結(jié)果示意圖。圖6是本實(shí)施例中主軸軸承模型的結(jié)果示意圖。圖7是前軸套過(guò)盈配合作用下等效應(yīng)力云圖的結(jié)果示意圖。圖8是前軸套過(guò)盈配合時(shí)外載作用下等效應(yīng)力云圖的結(jié)果示意圖。圖9是前軸套過(guò)盈配合作用下接觸狀態(tài)的結(jié)果示意圖。圖10是前軸套過(guò)盈配合時(shí)外載作用下接觸狀態(tài)的結(jié)果示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本實(shí)施例風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套強(qiáng)度分析方法，步驟包括：1)模擬軸套的受力通過(guò)有限元建模建立包括軸套、主軸以及主軸承部件以及前機(jī)架、軸承座、鎖緊螺母和齒輪箱支撐座部件的分析模型；2)將分析模型中主軸與軸套之間建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系，并模擬軸套的邊界條件對(duì)分析模型中各部件進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，得到邊界設(shè)置后分析模型；3)對(duì)邊界設(shè)置后分析模型施加載荷以及約束邊界并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在載荷作用下的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)，由得到的應(yīng)力、接觸狀態(tài)分析主軸承軸套強(qiáng)度。本實(shí)施例通過(guò)有限元建模建立分析模型，能夠考慮整個(gè)系統(tǒng)剛度對(duì)軸套受力的影響，基于有限元模型模擬軸套的真實(shí)受力，同時(shí)基于有限元模型進(jìn)行接觸邊界設(shè)置能夠模擬出復(fù)雜邊界條件，保證分析模型的真實(shí)性和可靠性，結(jié)合對(duì)模型施加載荷后分析得到的軸套應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)，即可真實(shí)、有效的分析軸套強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單且軸套強(qiáng)度的分析精度高，基于軸套強(qiáng)度分析可以獲取軸套在外載作用下與主軸的過(guò)盈配合狀態(tài)，以及判斷出是否會(huì)出現(xiàn)打滑的狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸套過(guò)盈量設(shè)計(jì)以有效避免軸套打滑，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性。本實(shí)施例中，步驟1)中建立分析模型的具體步驟為：建立包括軸套、主軸、主軸承部件，以及前機(jī)架、軸承座、鎖緊螺母和齒輪箱支撐座部件的幾何模型，并按照各部件之間的裝配關(guān)系進(jìn)行裝配；對(duì)裝配后形成的裝配體進(jìn)行網(wǎng)格劃分后生成有限元模型，得到分析模型。本實(shí)施例具體使用三維軟件(如CAD軟件)建立幾何模型，模型包括軸套、主軸、主軸承的主要部件，還包括前機(jī)架、軸承座、鎖緊螺母和齒輪箱支撐座等部件，以盡可能真實(shí)準(zhǔn)確的模擬軸套的受力，并按照各部件之間裝配關(guān)系進(jìn)行裝配；將裝配所形成的裝配體導(dǎo)出中間格式文件，然后導(dǎo)入現(xiàn)有的網(wǎng)格劃分軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本實(shí)施例中，進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，具體基于六面體單元對(duì)裝配體中軸套的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，并設(shè)置六面體單元為非協(xié)調(diào)單元；進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，調(diào)整軸套與其他部件的接觸位置處網(wǎng)格，使得接觸位置對(duì)應(yīng)的接觸面的節(jié)點(diǎn)對(duì)齊。網(wǎng)格的劃分方式將直接影響分析模型的收斂以及分析模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例分析模型的裝配體導(dǎo)入網(wǎng)格劃分軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，具體將軸套網(wǎng)格主要按照六面體單元進(jìn)行劃分，使用少量的棱柱單元，便于實(shí)際劃分的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)保證計(jì)算精度，單元類(lèi)型則選擇非協(xié)調(diào)單元以提高計(jì)算精度；在軸套與其他部件的接觸位置適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)格尺寸，使得接觸面的節(jié)點(diǎn)對(duì)齊以利于模型的收斂。按上述網(wǎng)格劃分得到的軸套和軸承內(nèi)圈網(wǎng)格模型如圖2所示，其中軸套網(wǎng)格主要為六面體單元，有少量的棱柱單元，軸套與其他部件接觸位置的節(jié)點(diǎn)對(duì)齊，使得模型可以收斂。本實(shí)施例中，步驟2)中建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系的具體步驟為：2.1)根據(jù)軸套的裝配尺寸設(shè)定初始過(guò)盈量；2.2)基于設(shè)定的初始過(guò)盈量，將分析模型中主軸與軸套之間建立過(guò)盈配合接觸關(guān)系，使得考慮軸套裝配尺寸公差時(shí)主軸與軸套之間能夠形成過(guò)盈配合。有限元模型中是將零件視為理想模型，而零件在加工過(guò)程中均存在加工誤差，本實(shí)施例對(duì)于軸套與主軸之間的初始過(guò)盈量設(shè)定時(shí)，先通過(guò)軸套裝配尺寸鏈進(jìn)行計(jì)算，基于計(jì)算得到的過(guò)盈量考慮軸套裝配尺寸公差的影響，以及主軸變形后對(duì)初始過(guò)盈配合的影響進(jìn)行取值，以保證初始過(guò)盈量在考慮公差的實(shí)際情況下軸套與軸肯定能夠形成過(guò)盈配合。基于設(shè)定的初始過(guò)盈量，通過(guò)將分析模型中主軸與軸套之間設(shè)置為過(guò)盈配合的非線(xiàn)性接觸行為，以使得主軸與軸套形成過(guò)盈配合接觸關(guān)系。分析模型中各部件的接觸邊界較為復(fù)雜，包括三種接觸關(guān)系分別是：過(guò)盈配合接觸、標(biāo)準(zhǔn)接觸和綁定預(yù)算。本實(shí)施例中，步驟2)中進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，具體如下表以及圖3所示，將前軸套圓柱面與主軸之間、后軸套圓柱面與主軸之間設(shè)置為過(guò)盈接觸；將前軸套端面與主軸之間、前軸套端面與軸承內(nèi)圈端面之間、后軸套端面與軸承內(nèi)圈端面之間以及后軸套端面與鎖緊螺母端面之間設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)接觸；將軸承外圈與軸承座內(nèi)圈之間、軸承內(nèi)圈與主軸之間、軸承座與前機(jī)架之間以及鎖緊螺母與主軸之間設(shè)置為綁定約束。按照上述方法建立有限元模型以及接觸邊界設(shè)置后，得到的邊界設(shè)置后分析模型如圖4所示，其中主軸承系統(tǒng)包括主軸承、軸承座、前后軸套和鎖緊螺母；扭力臂系統(tǒng)保留扭力臂、彈性支撐和支撐座，其中扭力臂采用梁?jiǎn)卧M。表1：接觸邊界設(shè)置。序號(hào)接觸對(duì)接觸類(lèi)型1前軸套圓柱面-主軸過(guò)盈接觸2后軸套圓柱面-主軸過(guò)盈接觸3前軸套端面-主軸標(biāo)準(zhǔn)接觸4前軸套端面-軸承內(nèi)圈端面標(biāo)準(zhǔn)接觸5后軸套端面-軸承內(nèi)圈端面標(biāo)準(zhǔn)接觸6后軸套端面-鎖緊螺母端面標(biāo)準(zhǔn)接觸7軸承外圈-軸承座內(nèi)圈綁定約束8軸承內(nèi)圈-主軸綁定約束9軸承座-前機(jī)架綁定約束10鎖緊螺母-主軸綁定約束本實(shí)施例通過(guò)基于分析模型中各部件的實(shí)際接觸關(guān)系進(jìn)行接觸邊界設(shè)置，其中如果裝配過(guò)程中不需要施加外載或其他措施就能實(shí)現(xiàn)裝配，比如加熱、降溫等，則相互接觸的面可設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)接觸；如果裝配時(shí)需要施加外載，或者要通過(guò)對(duì)某個(gè)裝配部件進(jìn)行加熱、降溫等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)裝配，則相互接觸的接觸面可以設(shè)為過(guò)盈接觸。通過(guò)上述接觸邊界設(shè)置，能夠準(zhǔn)確的定義各部件接觸邊界，從而準(zhǔn)確的模擬軸套復(fù)雜的接觸邊界，提高分析模型的準(zhǔn)確度。本實(shí)施例中，步驟3)的具體步驟為：3.1)第一載荷步：對(duì)邊界設(shè)置后分析模型施加過(guò)盈配合接觸載荷，并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在過(guò)盈配合作用時(shí)的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)；3.2)第二載荷步：在過(guò)盈配合接觸載荷的基礎(chǔ)上，對(duì)邊界設(shè)置后分析模型施加輪轂中心極限外載，并進(jìn)行有限元分析，得到軸套在過(guò)盈配合以及外載作用下的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)；3.3)由步驟3.1)、步驟3.2)得到的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)進(jìn)行比較，得到軸套的應(yīng)力、與主軸的接觸狀態(tài)的變化趨勢(shì)，基于變化趨勢(shì)分析得到軸承強(qiáng)度。本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置兩個(gè)載荷步分別對(duì)應(yīng)過(guò)盈配合、過(guò)盈配合時(shí)施加外載的狀態(tài)，兩個(gè)載荷步設(shè)置具體如表2所示，其中接觸控制是影響模型收斂的關(guān)鍵本實(shí)施例接觸控制具體在第一步中先把非過(guò)盈量接觸的其他標(biāo)準(zhǔn)接觸對(duì)去掉，在第二步中再添加，以利于模型收斂，避免出現(xiàn)模型不收斂的情況。由兩個(gè)載荷步分別分析得到過(guò)盈配合作用下軸套應(yīng)力、接觸狀態(tài)，以及過(guò)盈配合作用時(shí)外載作用下(過(guò)盈配合+外載作用)應(yīng)力、接觸狀態(tài)，接觸狀態(tài)直接反映了軸套過(guò)盈配合在外載作用下的變化，從而基于軸套受力和接觸狀態(tài)在過(guò)盈配合以及外載作用下的變化趨勢(shì)即可分析得到軸承強(qiáng)度，進(jìn)一步可以為軸套過(guò)盈量的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。表2：載荷步設(shè)置。載荷步載荷名稱(chēng)接觸控制備注Step1過(guò)盈配合接觸載荷將非過(guò)盈配合接觸對(duì)去掉Step2輪轂中心極限外載加上Step1中去掉的接觸對(duì)在Step1的基礎(chǔ)上施加外載本實(shí)施例輪轂中心極限外載即為靜止輪轂中心坐標(biāo)系下的極限載荷，步驟3.2)中施加輪轂中心極限外載的具體步驟為：在輪轂中心建立目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，并將目標(biāo)節(jié)點(diǎn)耦合到主軸的法蘭面上，完成輪轂中心的加載。本實(shí)施例中，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)具體采用多點(diǎn)約束方式耦合到主軸的法蘭面上。本實(shí)施例中，步驟3)中施加約束邊界時(shí)具體是將分析模型中機(jī)架與偏航軸承內(nèi)圈相接觸面的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)為全約束，施加載荷邊界和約束邊界后分析模型如圖5所示，載荷在輪轂中心位置進(jìn)行施加，并通過(guò)剛性MPC耦合到主軸前端面。軸承模擬的準(zhǔn)確性也將直接影響軸套強(qiáng)度分析的精度，本實(shí)施例分析模型中主軸承的建模步驟為：根據(jù)主軸承圓柱滾子的剛度計(jì)算單元屬性，并根據(jù)滾子數(shù)目設(shè)定單元數(shù)目，以及使用只受壓不受拉的單元，其中在ANSYS有限元分析軟件中可以使用LINK10單元，ABAQUS有限元分析軟件中可以使用GAP單元，本實(shí)施例所建立的主軸承模型結(jié)果如圖6所示。本實(shí)施例經(jīng)過(guò)上述步驟后，得到軸套在過(guò)盈配合作用下、過(guò)盈配合時(shí)外載作用下等效應(yīng)力云圖以及接觸狀態(tài)如圖7～10所示，其中圖7對(duì)應(yīng)為前軸套過(guò)盈配合作用下等效應(yīng)力云圖，圖8對(duì)應(yīng)前軸套過(guò)盈配合+外載作用下等效應(yīng)力云圖；圖9對(duì)應(yīng)為前軸套過(guò)盈配合作用下接觸狀態(tài)圖，圖10對(duì)應(yīng)為前軸套過(guò)盈配合+外載作用下接觸狀態(tài)圖對(duì)比圖7、圖8可知，在過(guò)盈配合作用下，前軸套的應(yīng)力在過(guò)盈量接觸的位置均勻分布，遠(yuǎn)離過(guò)盈接觸位置，應(yīng)力均勻變?。辉谶^(guò)盈配合時(shí)外載作用下，前軸套應(yīng)力由明顯的變化，不再均勻，并且在軸套與軸肩相互作用處應(yīng)力最大。對(duì)比圖9、圖10可知，在過(guò)盈配合作用下，前軸套與主軸在過(guò)盈配合位置接觸狀態(tài)均勻，并且均為closed；在過(guò)盈配合時(shí)外載作用下，前軸套與主軸在過(guò)盈配合位置接觸狀態(tài)有明顯的變化，接觸狀態(tài)中有明顯的滑移，說(shuō)明外載作用下改變了前軸套與主軸的接觸狀態(tài)，能夠充分的表現(xiàn)軸套與主軸接觸面的密封性能。本實(shí)施例風(fēng)電機(jī)組中主軸承軸套過(guò)盈量分析方法，步驟包括：按照上述主軸承軸套強(qiáng)度分析方法對(duì)軸套強(qiáng)度進(jìn)行分析；根據(jù)軸套強(qiáng)度分析結(jié)果判斷軸套與主軸的過(guò)盈配合關(guān)系，若判斷到不滿(mǎn)足過(guò)盈配合關(guān)系，調(diào)整所述邊界設(shè)置后分析模型中過(guò)盈量，直至滿(mǎn)足過(guò)盈配合關(guān)系，得到主軸與軸套之間的最佳過(guò)盈量輸出。本實(shí)施例上述主軸承軸套強(qiáng)度分析方法對(duì)軸套強(qiáng)度進(jìn)行分析后，基于軸套受力和接觸狀態(tài)的變化趨勢(shì)即可判斷過(guò)盈配合在外載作用下的變化，從而判斷軸套過(guò)盈量選取是否合理，通過(guò)調(diào)整過(guò)盈量以及不同過(guò)盈量時(shí)軸套的接觸狀態(tài)，即可獲取得到合理的過(guò)盈量，保證軸套與主軸之間良好的過(guò)盈配合關(guān)系，有效避免軸套打滑狀況發(fā)生。本發(fā)明上述方法主要應(yīng)用于水平軸式風(fēng)電機(jī)組的主軸承軸套強(qiáng)度分析以及過(guò)盈量設(shè)計(jì)，當(dāng)然也可以基于上述原理應(yīng)用于其他類(lèi)型的風(fēng)電機(jī)組中。上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3