[发明专利]一种风电机组偏航轴承寿命预测的方法

说明书

一种风电机组偏航轴承寿命预测的方法，包括建立几何模型、创建接触对、施加约束和荷载、数值模拟、ANSYS结果导入、参数设置、结果计算，用三维建模软件建立轴承游隙为0时的几何模型，然后输入模型材料的参数，设定单元尺寸，采用扫掠方式对模型进行网格划分；该风电机组偏航轴承寿命预测的方法，通过疲劳寿命数值的模拟方法，并且利用ANSYS软件对风电机组轴承进行接触应力的分析计算，从而能够对轴承的寿命进行预测，提高其预测的精确性，方便工作人员对风电机组的维护，减少风电机组故障带来的影响。

技术领域

本发明涉及风电机组技术领域，具体为一种风电机组偏航轴承寿命预测的方法。

背景技术

风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成，风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能，风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能，风速选择：低风速风力发电机能有效提升风力发电机在低风速区域的风能利用，风力发电机上的轴承是一个重要的部件，叶片转动的流畅度取决于轴承的质量。

但是目前的风电机组在工作的过程中，风力机组的偏航轴承具有寿命的，然而目前还无法准确预测出风电机组的轴承使用寿命，从而使工作人员不方便对风电机组进行维护工作，虽然也有采用计算预测，但是计算结果不够准确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种风电机组偏航轴承寿命预测的方法，解决了目前还无法准确预测出风电机组的轴承使用寿命，从而使工作人员不方便对风电机组进行维护工作，虽然也有采用计算预测，但是计算结果不够准确的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种风电机组偏航轴承寿命预测的方法，包括以下步骤：

S1、建立几何模型：利用三维建模软件建立轴承游隙为0时的几何模型，然后输入模型材料的参数，设定单元尺寸，采用扫掠方式对模型进行网格划分；

S2、创建接触对：在几何模型的三维表面建立相互对应的接触单元和目标单元，分别用CONTA174和TARGE170来模拟接触单元和目标单元，使其形成接触对；

S3、施加约束和荷载：对轴承的外表面和两个端面施加全约束；对轴承内套圈与主轴互相配合面上的所有点施加一半的径向荷载力，施加一半轴向荷载力；对轴承滚子进行轴向约束；对轴承内外套圈和滚子截面施加对称约束；

S4、数值模拟：设置ANSYS求解参数后对模型进行接触分析计算，利用ANSYS的后处理功能读出轴承内外圈滚道的接触应力；

S5、ANSYS结果导入：读入ANSYS弹性应力的分析结果，将疲劳分析类型设置为S-N应力疲劳分析，设置好模拟所需要的单位；模拟单位包括力、长度以及应力，力的单元为牛，长度单位为毫米，应力单位为兆帕；

S6、参数设置：设置轴承的时间历程和荷载幅值，选用横幅交变荷载进行轴承的疲劳数值模拟，并且对求解方法进行设置；

S7、结果计算：根据步骤S6中的求解方法计算出轴承疲劳寿命，得出轴承的寿命值。

所述步骤S1中，采用的三维建模软件为Proe。

所述步骤S2中，选取轴承内外套圈滚道为接触面，选取轴承滚子表面为目标面，利用接触向导创建截接触对。

所述步骤S3中，径向荷载力为30～34万N，轴向荷载力为20～24万N。

所述步骤S6中，求解分析方法选择平均应力修正法中的古德曼平均应力修正法。

所述步骤S7中，计算的公式如下：