除此之外,包括我們提到的從應(yīng)用分析來降低齒輪箱的失效風(fēng)險,包括前行輪軸承的應(yīng)用它的打滑導(dǎo)致的早期失效,我們現(xiàn)在推廣的應(yīng)用是不帶外圈的軸承設(shè)計,我們講整合式軸承設(shè)計。右下角紅框圈出來的是我們提到的失效模式,就是在行星架軸承檔邊的失效。我們可以看到,目前我們齒輪箱最典型的設(shè)計就是一級行星,加兩級平行軸,包括兩級行星加兩級平行軸這樣的設(shè)計形式。在這樣的設(shè)計當(dāng)中考慮的成本和設(shè)計空間通常在第一級行星架的位置我們應(yīng)用的軸承有圓柱軸承,也有圓錐軸承。但是,過去很多應(yīng)用里面,我們看到比較多的滿裝的應(yīng)用,這么一個應(yīng)用,我們應(yīng)用這么多年,在1.5MW到2MW的范圍內(nèi)它的風(fēng)險是非常低的。但是隨著齒輪箱設(shè)計的增大,如果我們把這種設(shè)計簡單的放大,我們就看到了一個新的風(fēng)險,這一塊就看到了對圓柱軸承套餐檔邊和滾子發(fā)生的磨損失效。圖片左邊的小圖片是滾子的斷裂,這種情況繼續(xù)發(fā)生下去,就是整個軸承的破壞失效,最終導(dǎo)致齒輪箱的失效。
這種情況是怎么發(fā)生的呢?針對這樣的情況,我們可以采取哪些手段避免來提高我們齒輪箱的可靠性呢?針對這一點,我從這樣一個機(jī)理出發(fā),最終拋磚引玉提出一點預(yù)防措施這樣的建議。我們講要考慮軸承的載荷特性,我們就要考慮軸承所載的工況,第一級的行星架載荷來源不是來自于齒輪箱的扭力,或者力矩,它的來源更多和主軸,包括齒輪箱箱體的支撐相關(guān)的這樣一個系統(tǒng)性模型來分析的。那我們就需要考慮到風(fēng)級主軸軸承的布置形式對它的載荷是什么樣一個影響。我們常見的裝機(jī)主軸承布置形式有三種,第一、三點支撐,這個圖片上主軸軸承有一個軸承,另外是齒輪箱內(nèi)部的軸承進(jìn)行支撐。對這樣一個設(shè)計,作為這樣一個傳動模型,宏觀來看,它是一個兩點支撐,主軸是作為一個定位端,整個齒輪箱以扭力臂這個位置作為一個浮動端的設(shè)計。從主軸到齒輪箱箱體,這個力的傳遞就是第一級行星架軸承。從這個系統(tǒng)模型來看,這個行星架軸承承受的載荷是風(fēng)力載荷,對這種設(shè)計,我們對軸承的考核是尤其關(guān)鍵的,尤其是它的承載能力和壽命。我們必須建立如圖所示的系統(tǒng)模型才能對軸承進(jìn)行考核,這時候需要施加的載荷就是風(fēng)力載荷以及一些部件的制作。
對于這種情況是不存在我們今天要提到的第二點載荷區(qū)域風(fēng)險的,因為兩個軸承承受的間相載荷都是比較大的,方向也是一致的,這個大家可以做一個對比。
追軸軸承的第二種和第三種控制形式是兩點支撐和單個軸承支撐。這兩種設(shè)計有一個共同點,從理論上講,如果主機(jī)的傳動系統(tǒng)設(shè)計的是達(dá)到我們理想情況,主軸軸承承受了所有的風(fēng)力載荷,包括間相載荷,軸向載荷,以及彎距。對于齒輪箱第一級軸承它的載荷在哪里呢?如圖所示,整個齒輪箱的重量通過第一級轉(zhuǎn)嫁軸承傳到主軸上,最終釋放到機(jī)架上。通常對于齒輪箱箱體本身的重心相對于我們軸承的位置,它是一個偏心的,再加上整個傳動系統(tǒng)有一個傾角,這兩個軸承承受的載荷是呈對角曲線的。上方向的軸承承載區(qū)域在下部,下方向的軸承承載區(qū)域在上部。因為齒輪箱這樣一個縱向分離,我們上方向的軸承還需要承受一個軸向載荷。這種載荷有一個特點,由于齒輪箱的動力本身很輕,這兩個軸承的間相載荷是很小的。