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变桨轴承是风力发电机组变桨控制系统的核心部件,其使用性能的好坏、安全性和可靠性在很大程度上决定了风力发电机组的正常运行、发电效率等。提高变桨轴承的可靠性和使用寿命成为风力发电机组的重要研究方向。变桨轴承的特点是尺寸较大、结构和受力复杂,其设计和生产的难度相对较大,在工作工程中主要承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩,并做低速旋转,实现变桨目的,其设计标准是保证静载荷的承载能力,应用中主要考虑变桨轴承的静载荷承载能力是否满足要求。本研究以某型号1.5兆瓦风力发电机组双排四点球变桨轴承的结构、外型尺寸和结构参数为基准,基于ANSYS有限元分析软件,运用APDL参数化设计语言开发出了风电变桨轴承参数化建模界面;利用变桨轴承参数化建模界面快速建立变桨轴承的有限元简化模型,对建立的有限元简化模型进行划分网格、设置合理边界条件、加载并求解,改变轴承主参数大小,分析参数变化对滚动体载荷分布、滚动体接触应力的影响规律;建立螺栓连接的有限元简化模型,对其进行网格划分、设置合理边界条件、加载并求解,计算出螺栓连接的最大拉应力,分析螺栓工作应力与螺栓预紧力之间的关系;利用分析计算结果为变桨轴承的优化设计和提高螺栓连接的安全性和可靠性提出指导意见,具有一定理论意义和工程实用价值。变桨轴承在极限载荷作用下,为了提高轴承的承载能力,通常变桨轴承的接触角比较大,沟曲率半径系数比较小,游隙在零游隙并偏向负游隙一侧的附近取适当值。分析结果表明,随着接触角的增大,最大接触应力先减小后增大;随着沟曲率半径系数的增大,最大接触应力不断变小;随着游隙的不断减小,最大接触应力先减小后增大;随着施加预紧力的增大,螺栓连接的最大拉应力不断增大,为了提高螺栓连接的安全性、可靠性、疲劳强度、紧密型和刚度,在实际安装过程中施加的预紧力一般为螺栓材料屈服极限的50%~70%。