白皮书
诊断轴承疲劳，提高风机的可操作性
关于 Rohit Voothaluru
Rohit Voothaluru 加入铁姆肯公司研发团队已有七年，他负责为制造超大口径风机轴承进行高级处理和计算建模。Rohit 领导了多个创新型建模项目，他利用多物理场、中尺度建模和计算方面的进步来开发制造过程优化的解决方案。他的开创性工作获得了美国能源部的表彰。
“从工程的角度来看，对未知的探索越多，解决问题的机会就越多，如果能坚持创新、不断拓展可能性，我们就能站在制造和技术领域的前沿。能响应要求，解决之前不存在、但对今后至关重要的问题，这让我非常兴奋。”
由于对持续施加在滚动体和滚道部件上的高接触压力表现出优秀的耐用性，主要由高强度马氏体钢制成的风机齿轮箱轴承成为了一种重要零部件。
尽管这种工程解决方案非常出色，但滚动接触疲劳 (RCF)（特征为表面或亚表面形成裂纹）导致到 75% 以上的风机齿轮箱轴承过早失效。钢材的微观结构中的变化区，即“白色蚀刻物质”（又称 WEM，因其在光学显微镜下呈白色，在冶金业中故得此名）出现后，滚道将意外脱落和剥落。
这是摩擦学中的一个重要问题，尤其在风能领域。大型风机能产生大量电力，它们或位于地面，高达数百英尺，或漂浮于数英里之外的海上。我们需要确保它们高效运行，并尽可能减少维护，这就要求我们必须能预测 WEM 的形成，以诊断疲劳症状，避免风机出现运行问题。
这正是我们最新论文的内容。 我们希望进一步了解 WEM 的形成机制，并阐明摩擦能量耗散的作用。
我们的研究假设，多轴载荷和表面下摩擦能量变化可能共同推动了 WEM 的形成。
为测试这一假设，我们采用了全新的参数分析，评估在振动力作用下接触面连接处的损伤，并使用了计算模型来考虑表面下裂纹的方向、尺寸和局部摩擦。
模拟结果不仅支持我们的假设和实验观察，还证明我们引入的微振磨损损伤参数不仅是预测 WEM 的有效工具，还是能评估能量耗散的一致、可复制的框架。
这些研究结果引导着我们今后的研究方向，我们也正在开发基于这项工作的新模型。所有这些努力旨在提高齿轮驱动轴承的可靠性，从而提高风机的可操作性。
Last Updated: 2022/03/6
Published: 2022/02/11