齿轮论坛 www.gearbbs.net

 找回密码
 注册

手机号码,快捷登录

手机号码,快捷登录

搜索
楼主: zengxiaodong
收起左侧

斜齿轮轴向力对轴承的严重影响!!!

[复制链接]
 楼主| 发表于 2021-7-13 08:05 | 显示全部楼层
除了轴端挠度的不同,很显然各个轴承的受载也会明显不同,从而各轴承寿命也会显著不同


1.png


2.png
 楼主| 发表于 2021-7-17 11:29 | 显示全部楼层
NGW行星齿轮,如果采用斜齿结构,则行星齿轮受到的轴向力虽然平衡,但是该轴向力形成一个侧向力偶,如果这个力偶很大的话,对于轴承会造成巨大的不利影响。

由于行星轮的两个轴承距离可能比较靠近,所以对于侧向力矩的敏感性也就比较大。

 楼主| 发表于 2021-7-18 09:55 | 显示全部楼层
对于前面帖子提到的3轴承支承的行星轴例子,朱才朝所著《风电齿轮箱设计制造与试验技术》中特别提到,两个行星轮之间的轴承,如果选用两个圆锥滚子轴承,则一定要面对面配置以减小刚度,这正好与我28楼的意见相反
 楼主| 发表于 2021-7-18 09:56 | 显示全部楼层
11.png



改为面对面配置的计算结果,可见3个轴承的寿命都大幅度下降了!


22.png

 楼主| 发表于 2021-7-18 10:10 | 显示全部楼层
推荐面对面配置的理由是,让两个圆锥滚子轴承的作用点互相靠近,从而减小弯曲刚度,目的是使得2个轴承简化为一个支撑点;而如果背对背配置,则作用点互相远离,就应认为两圆锥滚子轴承有2个支撑点了。
 楼主| 发表于 2021-7-18 11:06 | 显示全部楼层
短轴行星齿轮轴的计算对比如下,同样是两圆锥滚子轴承面对面配置时,3个轴承的寿命都大幅度下降。

33.png





44.png
 楼主| 发表于 2021-7-19 07:31 | 显示全部楼层
如果两个圆锥滚子轴承改为双列球面滚子轴承,这种结构在实际的风电增速箱中有使用,那么轴就真的是简支梁支承了。

在这种情况下,轴承受力情况分析是最简单的,当然也是最明确的,但是有两个巨大的缺点:

1、悬臂端的弯曲变形最大化,导致大行星轮的啮合状态恶化;

2、双列球面滚子轴承的轴向承载能力很差,而且在轴向承载时会导致两列滚子的径向受载不同(严重时甚至一列完全卸载)

实践证明,使用双列球面滚子轴承的NW齿轮箱故障率很高!
 楼主| 发表于 2021-7-19 07:43 | 显示全部楼层
111.png


轴端最大挠度几乎增加到了8倍!!!这自然就严重影响了齿轮的啮合接触状态。
 楼主| 发表于 2021-7-19 08:05 | 显示全部楼层
朱才朝所著《风电齿轮箱设计制造与试验技术》中还反复提到,行星架上面安装的行星齿轮轴承,几乎100%会出现跑外圈的情况,因此,建议行星架轴承孔要硬化处理,达到HRC58以上,同时涂抹专用的防擦伤脂。同时该书还认为,最根本的解决方案,是采用无外圈的轴承,直接在行星架中加工出轴承的外滚道。
 楼主| 发表于 2021-7-19 08:35 | 显示全部楼层
行星架上的轴承跑外圈的情况,有足够多的实际现场案例以及台架试验的结果予以确认,但是对于发生这种现象的原因却没有令人信服的解释。在此我试着以我自己的理解来分析如下:

我们知道,轴承内外圈与轴孔的配合,是根据载荷的旋转状态来选定的,一般原则是旋转的载荷要紧配合,静止的载荷可以松配合。那么,根据行星架上轴承的情况,其轴承内圈是旋转载荷,因此应选用紧配合,而轴承外圈是静止载荷,可以选择松配合。

但是,显然这样的常规设计经实践证明是不行的,也就是外圈用松配合必然导致跑外圈的故障!这是什么原因呢?只有从外圈并非静止载荷去考虑。这就是行星齿轮自重的严重影响,也就是说齿轮自重以及齿轮啮合力的双重作用,导致外圈其实也是旋转载荷,这样的话,按照静止外圈载荷选用的配合当然就要出问题了。

用无外圈的轴承固然是彻底解决了跑外圈的故障,但是在行星架上加工出符合轴承滚道要求的孔并非易事,因此,使用带外圈的轴承仍是首选,只不过要改变外圈配合,按照旋转外圈载荷工况来选用即可,如果还要保险,可以进一步用更紧的配合......
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

QQ|小黑屋|手机版|Archiver|齿轮论坛

GMT+8, 2024-4-27 16:32 , Processed in 0.213901 second(s), 9 queries , MemCache On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表