风力发电机特大型轴承力学分析与优化：承载能力与摩擦力矩的关键

该论文主要探讨的是风力发电机应用中的特大型双排四点接触转盘球轴承的力学性能及其优化设计。特大型轴承因其在变桨系统的广泛应用，其工作性能和可靠性对于整个风力发电机的稳定运行至关重要。风力发电机的特殊环境条件，如极端的负载和恶劣的气候，要求此类轴承具备长寿命、高可靠性和低摩擦力矩。 研究者袁倩倩在导师王燕霜的指导下，首先基于赫兹接触理论和摩擦学原理，深入分析了轴承的力学性能，包括承载能力、疲劳寿命以及油膜厚度的计算。通过ANSYS有限元分析软件，对轴承的最大接触应力进行了模拟，并将计算结果与实际进行了对比，确保模型的准确性。根据Lundberg-Palmgren疲劳理论，论文提供了计算特大型双排四点接触球轴承疲劳寿命的方法。 接着，作者构建了摩擦力矩的计算模型，并详细研究了轴承结构参数（如负游隙、原始接触角和沟曲率半径系数）对轴承性能的影响。例如，负游隙的绝对值增加初期会导致接触应力和载荷减小，但随后会增大；原始接触角增大则有助于减小最大接触载荷和应力；而沟曲率半径系数增大则会增加这些指标。通过有限元计算与数值方法的比较，验证了所建立的力学模型的精确度。 此外，论文还指出，轴承游隙对承载能力的影响在径向力为零时相对较小，但随着径向力的增加，游隙和沟曲率半径系数的影响会显著。整体来看，轴承的优化设计是通过考虑这些因素，以提高轴承的性能，确保在风力发电机的极端条件下仍能保持高效且可靠的运行。 这篇硕士学位论文不仅提供了深入的理论分析，还结合了实验证据，为特大型双排四点接触转盘球轴承的设计和优化提供了有价值的参考依据，对于提升风力发电系统的可靠性和效率具有重要意义。