基于有限元分析和Archard模型的风电机组轴承磨损特性研究

摘要

磨损是影响风电轴承寿命性能的因素之一，已有的磨损研究不仅模型计算量大，且很少涉及磨损及其影响因素在轴承接触和磨损演变方面的分析。因此，本文基于Archard磨损模型，利用有限元开展了风电轴承在风机实际运行工况下接触与磨损行为的仿真模拟；在0.515～0.550沟曲率半径系数范围内，研究了轴承接触和磨损特性的演变过程。结果表明：轴承接触特性模拟与赫兹理论计算结果有较高的吻合度，局部有限元模型具有良好的准确度；沟曲率半径系数增大时，轴承吻合度降低，滚道与滚动体接触轮廓变小，从而导致总体接触面积变小和接触压力增大，接触面积变小会使接触面的滑移速度和滑移距离减小，进一步使接触面产生较低的磨损。因此，在轴承设计中，较小的轴承吻合度能够有效降低轴承磨损，延长轴承磨损寿命，从而提高风力发电机组的整体运行寿命。研究结果可为风电轴承的设计与应用提供参考。

关键词

风力发电机组 / 轴承 / 有限元 / 接触 / 磨损