隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率的不斷提高，以往在主軸支撐結(jié)構(gòu)中使用較多的調(diào)心滾子軸承正在逐漸地被滾珠軸承
方案所取代。常見的滾珠軸承方案有三種，分別是雙列滾珠軸承+圓柱滾子軸承方案，兩個(gè)單列滾珠軸承配合使用方案以及一個(gè)超大滾珠軸承方案。這三種方案具有一定的共性，但又各自具有不同的特點(diǎn)，因此適用于不同的主軸設(shè)計(jì)思路。本文通過比較的方法闡述了這三種滾珠軸承方案的特點(diǎn)以及在軸承選型分析時(shí)需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。
雙列滾珠軸承+圓柱滾子軸承方案
1．布置結(jié)構(gòu)
這種方案被廣泛地應(yīng)用于兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)的主軸支撐結(jié)構(gòu)中，常見的布置形式有兩種：滾珠軸承布置于上風(fēng)向位置，圓柱滾子軸承布置于下風(fēng)向位置；滾珠軸承布置于下風(fēng)向位置，圓柱滾子軸承布置于上風(fēng)向位置。無論哪一種布置形式，一般滾珠軸承都作為固定端支撐而承受軸向力，而圓柱滾子軸承則作為浮動(dòng)端吸收軸向熱膨脹。滾珠軸承被布置于上風(fēng)向時(shí)，由于其不僅要承受很大的徑向力還要承受軸向力，所以軸承所需的承載能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下風(fēng)向的圓柱滾子軸承。因此軸承的成本相對(duì)較高，但是滾珠軸承可以采用預(yù)緊也即負(fù)游隙從而使得輪轂端的剛性得到提高。
2．游隙及錐角的選擇
這種方案比較常見的組合是NU/NNU型圓柱滾子軸承加上雙內(nèi)圈型滾珠軸承，有時(shí)也會(huì)采用NJ型圓柱滾子軸承。雙列滾珠軸承其兩排滾子間的載荷分配一般都不是均勻的，承受外部軸向力的一列受力要大很多，相應(yīng)地疲勞壽命也會(huì)小很多，適當(dāng)減小游隙可以在一定程度上避免這種情況的發(fā)生。圖1和圖2所示為某1.5MW風(fēng)機(jī)同一工況下不同游隙所形成的承載區(qū)比較。這種方案采用的滾珠軸承的錐角一般都比較小，原因在于相同尺寸下縮小錐角可以提高軸承的徑向承載能力。另外，軸承采用小的錐角可以減少雙列滾珠軸承發(fā)生單列承載情況的概率。
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