斜齿轮啮合弯矩对风电齿轮箱行星轮滑动轴承瞬态润滑性能影响分析

作     者：李浩 谭建军 朱才朝 孙义忠 孙章栋 王红霞 LI Hao;TAN Jianjun;ZHU Caichao;SUN Yizhong;SUN Zhangdong;WANG Hongxia

作者机构：重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室重庆400044 南京高速齿轮制造有限公司南京211100 湖北汽车工业学院机械工程学院十堰442002 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第6期

页      面：1010-1022页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4201100) 重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(CSTB2022TIAD-KPX0051) 南京市科技计划(202309009) 国家海上风力发电工程技术研究中心开放基金(HSFD22005) 

主　　题：风电齿轮箱 滑动轴承 瞬态润滑 斜齿轮 

摘      要：风电齿轮箱行星轮滑动轴承常被设计为以行星轮内孔和销轴分别作为轴套和轴颈,然而斜齿轮啮合弯矩容易使行星轮与销轴之间产生轴线不对中,导致边缘接触风险高,影响运行寿命。以6 MW级传动链齿轮箱行星轮滑动轴承为研究对象,考虑滑动轴承径向载荷、弯矩以及转速的动态影响,建立了行星轮滑动轴承瞬态摩擦-动力学耦合模型,并以风电机组传动链SIMPACK动力学模型提取的行星轮动态啮合力与时变转速作为行星轮滑动轴承的载荷与运动边界输入,分析了斜齿轮啮合弯矩、输入扭矩和滑动轴承半径间隙对行星轮滑动轴承润滑性能的影响规律,并进行了实验验证。研究结果表明,行星轮动态啮合力及其产生的啮合弯矩会造成行星轮轴心位置与偏斜角产生动态循环变化,并且随着载荷的增加,行星轮滑动轴承油膜/固体接触压力与不对中弯矩会逐渐增大;减小行星轮滑动轴承半径间隙可以有效提高其瞬态润滑性能。