在风力发电机领域,由于叶片重量较重,因此叶片主轴轴承会承受稳定向下的径向载荷,又由于叶片与空气切割产生的推力,因此轴承会承受稳定的轴向载荷,同时由于叶片旋转,因此轴承会承受旋转载荷,且载荷较大,在西北地区,盛行西北风,由此叶片连接主轴轴承长期承受顺时针方向的旋转载荷,而在东南季风区,则承受双向旋转载荷。
如上图所示,由于旋转载荷与推力载荷的共同作用,由此叶片主轴轴承背朝叶片的一侧所受的载荷,要远大于叶片侧,这种应用场景,就常常会使用非对称轴承,如下图所示,为风力发电机用非对称轴承。
我们可以清晰地看到,后列滚子与滚道的接触面,要大于前列滚子,由于受力传递,后列滚子与外圈有较大的载荷,而内圈前列滚子一侧,会受到来自后列滚子的轴向压力,因此才有了上图所示造型。
通过特殊的设计,实现了在风力发电机领域的长寿命化,可以一次安装,长期运转,免除了风力发电机轴承更换难的困扰,在其他行业,也经常会遇到一些类似的场景,因此也需要进行特殊的设计,特别是随着计算科学的发展,数学建模越来越成为一种可靠的研究工具,在产品设计伊始,通过计算物理学研究,拿出最优化产品方案,再联系生产与实际测试,越来越得到普遍的应用。