风力发电机组偏航系统联接螺栓强度分析方法研究.pdf

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1、制造业信息化薯》《嚣蹴仿囊，毽礞ICADICAMICAEICAPP风力发电机组偏航系统联接螺栓强度分析方法研究钟杰，梁裕国。晏红文，欧阳华，吕杏梅(南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001摘要基于有限元法对某Mw级风机滚动式偏航系统联接螺栓静强度和疲劳强度分析方~压匝1／．-lJ研r九首先将偏航系统的力学模型进行简化，建立了偏航系统有限元模型，然后根据GL规MB-I-对螺栓进行静强度和疲劳强度计算为考虑螺栓紧围过程中预紧力分散影响，提出了_种最小预紧力加外载计算应力增蠡的分析方法，同时充分考虑轴承滚子刚度对螺栓受力的影响，并分析联接面的接触状态及对螺

2、栓受力的影响规律，对风电系统联接螺栓强度的精确计算有积极指导意义。。

3、

4、关键词：风力发电机；偏航联接螺栓；有限元；静强度；疲劳强度。一中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1002-2333(2014)07-0187-03StudyofBoltConnectionAnalysisonMWWindTurbineofYawSystemZHONGJie，LIANGYuguo，YANHongwen，OUYANGhua，LYUXingmei(CSRZhuzhouInstituteCo．．Lid．．Zhuzhou412001，China)Abstract：Based

5、onFEAmethod，theintensityanalysisofboltconnectiononMWwindturbineyawsystemwascarried()ut．Firstofal1．themechanicalmodelwassimplified，whichleadtobuihlofentiFeFEAanalysismode1．Thenaceordingt0GIregulation．thestaticandfatiguestrengthwerecalculated，inwhichamethodofstressincrementbasedonminim

6、umpre—loadtogetherwithexteriorloadwasappliedinordertoconsidertighteningscattered，andthestateofeonne(-tedareaandstifofrollerofbearingwerealsoconsideredtoanalysisstressofbohs．FheFEAconstructionandanalysisareusefulantipositivetoprecisedesignofboltinyawsystem．Keywords：windturbine；bohconn

7、ectionofyaw；FEA；staticstress；fatigue。0引言子的间隙单元刚度差异也研究相对较少。针对上述『口J题，MW级风力发电机组偏航机械系统一般由偏航驱动本文对偏航系统联接螺栓强度的计算方法进行研究，并装置(即驱动电机和减速齿轮箱)以及偏航轴承组成，偏以某MW级风力发电机偏航系统联接螺栓为例，建立了航轴承采用滚动轴承或者滑动轴承，偏航轴承又有内齿整个偏航系统的有限元模型，根据GL规范‘算得到螺栓方式和外齿方式，决定偏航驱动装置分为内置式和外置的静强度载荷、疲劳载荷谱及S-N曲线，通过通道合并，式。本文分析的对象偏航系统采用滚动轴承带外置驱

8、动运用雨流计数法，结合线性累积损伤理论(简称Miner理结构，具体形式见图1，机舱与偏航轴承内圈通过高强度论)等精确计算螺栓疲劳损伤，并验证偏航轴承滚子模拟螺栓联接，塔简则与偏航轴承外圈通过高强度螺栓联接。刚度与实际刚度的一致性。联接螺栓既要承担机舱的同定作用，又要承受外部倾覆1有限元模型的建立力矩载荷，所以螺栓的强度设计直接影响整机可靠性的．有限元模型网格划分设计。目前周内外对联接螺栓的计算因为计算量大、计算根据偏航系统难度大等原囚，大多采用对称模型，没有考虑机舱整体刚结构三维几何模型度不均匀性对螺栓受力的影响；此外对于螺栓疲劳损伤进行结构离散，得的计算采用简

9、化方法，没有基于风机20a实际_T况载荷到螺栓极限强度，谱进行精确计算；同时对于实际轴承滚子刚度和模拟滚分析整体有限元模型；其中，螺栓采用梁单元模拟，网2为螺栓联接截面图，螺帽与螺杆连接处及螺杆与螺纹连接处应力值较大，在该处应进行网格细化；轴承滚子采用GAP单元机械工程师2014年第7期j187团固四匣团哩仿曩，毽耀ICADICAMICAEICAPP模拟，3所爪，滚f刚度根据罗氏手册进行‘算，并修l卜仃限己模型中GAP单元刚度。，．2边界条件l-2．1约边条件f移边条件：令局坐标系下，约术塔筒底而所有f⋯叟接触边条件：轴承内阁j机架底板、制动彘与轴承外及圳动枯塔

10、筒连接法采用标准接触对于