CN101858313B - 风力发电机组及其变桨轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于风力发电机组的变桨轴承，包括轴承内圈(22)、轴承外圈(21)、滚珠(23)和固定于所述轴承内圈(22)或者所述轴承外圈(21)的密封圈(24)，所述密封圈(24)设置于轴承内圈(22)与轴承外圈(21)的连接处，且位于所述变桨轴承的两端，还包括压紧部件(25)，所述压紧部件(25)固定于所述轴承内圈(22)或者所述轴承外圈(21)，且压紧于所述密封圈(23)的外侧。本发明所提供的变桨轴承具有较好的密封效果，可以较长时间地保证润滑***的润滑效果，具有较长的使用寿命。本发明还公开了一种包括上述变桨轴承的风力发电机组。

Description

风力发电机组及其变桨轴承
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于风力发电机组的变桨轴承。本发明还涉及一种包括上述变桨轴承的风力发电机组。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展，电能对经济建设和人们生活的影响越来越大，而风力发电作为多种发电方式中的一种也越来越受到人们的重视。
风力发电就是把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能的一种发电方式，为了提高发电效率，风力发电场一般建在风力资源比较丰富的室外，并利用风力发电装置-风力发电机组实现风能向电能的转换。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的风力发电机组的结构示意图。
如图1所示，现有技术中的风力发电机组包括风轮13、发电机12和塔筒11，工作过程中，风作用在风轮13的叶片131上，产生气动扭矩，叶片131的根部将扭矩传递给轮毂，进而带动主轴、变速箱内的齿轮以及发电机的旋转轴旋转，产生电能，塔筒11主要用于支撑风力发电机组的风轮13和发电机12。
工作过程中，由于自然界的风的风速是在不断地变化的，如果风力发电机组的叶片的状态始终不变，必然会使输入的转速不断变化，进而影响所发电能的质量；为了保证风作用到叶片上的作用力基本不变，进而保证输入的转速基本恒定，就需要根据风速的大小改变风力发电机组的叶片131的迎风角，变浆轴承132就是为了实现上述目标而设置的；当风速发生变化时，变浆轴承132的轴承内圈22在变浆控制***的作用下转动，带动叶片转动，实现叶片的迎风角的改变，保证转速的恒定输入，提高风力发电机组所发电能的稳定性。
然而，由于风力发电机组一般是安装于风力资源比较丰富的室外，比如高山上、海上等，使得变浆轴承的工作环境也比较恶劣，不仅承受着风沙的作用，还承受着复杂的作用力的作用和较大范围的温度(-40℃至70℃)变化的作用，导致了变浆轴承比较容易损坏，而且风力发电机组常年在七、八十米的高空中工作，检修困难，为了延长变浆轴承的使用寿命，现有技术中一般设置有变桨轴承润滑***，以改善变浆轴承的工作环境。
但是，长期使用过程中，润滑***会出现油脂加入量过大、油泵失效、油管破裂以及油嘴失效等问题；一旦出现油脂加入量过大、油脂老化或者油脂低温硬化等会引起油脂流动困难的问题，就会使得轴承内部的压力增大，从而造成橡胶密封圈脱离密封槽，密封失效，沙尘进入变浆轴承，最终导致润滑失效。
因此，如何提高密封圈的密封效果，进而提高润滑***的润滑效果，延长变浆轴承的使用寿命，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种变桨轴承，该变桨轴承具有较好的密封效果，可以较长时间地保证润滑***的润滑效果，具有较长的使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述变桨轴承的风力发电机组。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于风力发电机组的变桨轴承，包括轴承内圈、轴承外圈、滚珠和固定于所述轴承内圈或者所述轴承外圈的密封圈，所述密封圈设置于轴承内圈与轴承外圈的连接处，且位于所述变桨轴承的两端，还包括压紧部件，所述压紧部件固定于所述轴承内圈或者所述轴承外圈，且压紧于所述密封圈的外侧。
优选地，所述压紧部件为压紧环。
优选地，所述压紧环包括多个压紧环段。
优选地，所述压紧环具有板状结构。
优选地，所述压紧环具有台阶式结构。
优选地，所述压紧部件通过焊接、铆接、螺钉连接或者粘接于所述变桨轴承。
优选地，所述压紧部件为金属压紧环。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种风力发电机组，包括如上述任一项所述的变桨轴承。
本发明所提供的用于风力发电机组的变桨轴承，包括轴承内圈、轴承外圈、滚珠和固定于轴承内圈或者轴承外圈的密封圈，密封圈设置于轴承内圈与轴承外圈的连接处，且位于变桨轴承的两端，还包括压紧部件，压紧部件固定于轴承内圈或者轴承外圈，且压紧于密封圈的外侧。这样，在长期使用过程中，即使变浆轴承的润滑***出现故障，造成加油脂量过大，或者出现油脂老化、低温硬化等问题，使得油脂流动困难，轴承内部压力增高时，密封圈的外侧由于受到压紧部件的作用，始终处于密封槽的内部，防止了密封圈的脱离，维持密封效果，有效地防止了沙尘进入轴承内部，保证了润滑效果，延长了变桨轴承的使用寿命。可见，本发明所提供的变桨轴承的密封圈只起密封作用，不再起支撑作用，即使在经过长期使用后密封圈失效，由于其外侧有压紧部件的压紧作用，内侧有润滑油脂的压力作用，密封圈仍然能够较好地发挥密封作用，进而保证润滑作用，满足变桨轴承较长使用寿命的需求。
在一种优选实施方式中，本发明所提供的用于风力发电机组的变桨轴承的压紧部件为压紧环，压紧环与密封圈的接触面积较大，能够提供比较大的压紧作用力，提高压紧效果。
本发明所提供的风力发电机组的有益效果与变桨轴承的有益效果类似，在此不再赘述。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的风力发电机组的结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图；
图3为本发明第二种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图；
图4为本发明第三种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种变桨轴承，该变桨轴承具有较好的密封效果，可以较长时间地保证润滑***的润滑效果，具有较长的使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述变桨轴承的风力发电机组。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2至图4，图2为本发明一种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图；图3为本发明第二种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图；图4为本发明第三种具体实施方式所提供的变桨轴承的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于风力发电机组的变桨轴承，包括轴承内圈22、轴承外圈21、设置于轴承内圈22和轴承外圈21之间的滚珠23和位于变浆轴承的两端，且固定于轴承内圈22或者轴承外圈21的密封圈24，密封圈24设置于轴承内圈22与轴承外圈21的连接处，以防止润滑油脂的泄漏和沙尘的进入轴承内部，进一步地，还包括压紧部件25，压紧部件25固定于轴承内圈22或者轴承外圈21，且压紧于密封圈24的外侧。
为了保证位于轴承两端的密封圈24的压紧效果，上述压紧部件25可以为两组，相应地，分别设置于变桨轴承的两端，从而对变桨轴承两端的密封圈24都提供压紧作用；为描述方便，下面在不需要区分轴承内圈22和轴承外圈21的地方，将二者统称为轴承圈。
具体地，为了保证压紧部件25的连接可靠性，可以通过焊接、铆接等方式将压紧部件25固定于变浆轴承的轴承圈；为了能够根据需要进行压紧部件25的拆卸，还可以将压紧部件25通过螺钉连接或者粘接等方式固定于变桨轴承。当然，采用其他能够实现压紧部件25与轴承圈可靠连接的方式也是可以的。
通常情况下，由于安装于变桨轴承第一端的密封圈24固定于轴承内圈22，安装于变桨轴承第二端的密封圈24固定于轴承外圈21，因此，在进行压紧部件25的具体连接时，如图2所示，同样可以将位于变桨轴承第一端的压紧部件25也固定于轴承内圈22，将位于变桨轴承第二端压紧部件25也固定于轴承外圈21，从而，不仅可以很方便地实现压紧部件25的固定，而且使得压紧部件25始终与密封圈24一起运动，保证了压紧效果。
具体地，本文所述的变桨轴承的第一端可以为图中所示的轴承的上端，变桨轴承的第二端可以为图中所示的轴承的下端。
当然，在安装于变桨轴承第一端的密封圈24固定于轴承内圈22，安装于变桨轴承第二端的密封圈24固定于轴承外圈21的情况下，如图3所示，也可以将位于变桨轴承第一端的压紧部件25设置于轴承外圈21，将位于变桨轴承第二端的压紧部件25固定于轴承内圈22。此时，压紧部件25同样可以压紧密封圈24，另一方面，压紧部件25还可以与密封圈24形成迷宫式密封，提高密封效果。
进一步地，如图4所示，还可以将上述两种方式的压紧部件25结合使用，即包括始终与密封圈24一起运动的第一压紧部件251，又包括始终不与密封圈24一起运动的第二压紧部件252，从而进一步提高了压紧效果和密封效果。
再者，位于变桨轴承两端的压紧部件25也可以具有不同的结构，比如：第一端为上述第一压紧部件251，第二端为上述第二压紧部件252，此时，二者可以都固定于轴承内圈22。当然，压紧部件25还可以通过其它方式进行安装，其具体方式，不应受本文的限制。
可以看出，本发明所提供的变桨轴承，在长期使用过程中，即使变浆轴承的润滑***出现故障，出现加油脂量过大，或者出现油脂老化、低温硬化等问题，使得油脂流动困难，轴承内部压力增高时，密封圈24的外侧由于受到压紧部件25的作用，不会在轴承内部压力的作用下脱离密封槽，始终处于密封槽的内部，有效地防止了密封圈24的脱离，维持了密封效果，防止了沙尘进入轴承内部，保证了润滑效果，延长了变桨轴承的使用寿命。
可见，本发明所提供的变桨轴承的密封圈24只起密封作用，不再起支撑作用，即使在经过长期使用后密封圈24失效，由于其外侧有压紧部件25的压紧作用，内侧有润滑油脂的压力作用，密封圈24仍然能够较好地发挥密封作用，进而保证润滑作用，满足变桨轴承较长使用寿命的需求。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的变桨轴承的压紧部件25可以为压紧环。环状结构的压紧部件25与变桨轴承和密封圈24的形状类似，压紧环与密封圈24的接触面积较大，能够提供比较大的压紧作用力，提高压紧效果。
由于变桨轴承的尺寸较大，相应地用于变桨轴承的密封圈24的尺寸也较大，因此在加工压紧环时的困难较大，为了加工方便，提高加工的合格率，压紧环可以由多个压紧环段组成；同时，使压紧环分为多段设置，还可以降低加工成本，可以在一块板状材料上加工出多段压紧环段，而如果直接加工压紧环则可能造成大量材料的浪费。
具体地，如图2所示，压紧环可以具有板状结构；当然，压紧环也可以具有台阶式结构，如图3所示。
压紧环还可以具有其他结构，只要能够实现压紧作用都是可以的，一般情况下，为了提高压紧效果，压紧环的形状一般与密封圈24的形状相适应。
在加工过程中，可以首先加工出具有板状结构的压紧环，然后将板状压紧环通过冲压等方式进一步加工出台阶结构，以满足提高压紧效果的要求。
为了在保证压紧效果的基础上，延长压紧部件25的使用寿命，本发明所提供的压紧部件25可以具体选用金属材料，即压紧部件25可以为金属压紧环。
除了上述变桨轴承，本发明还提供一种包括上述变桨轴承的风力发电机组，风力发电机组的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的风力发电机组及其变桨轴承进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于风力发电机组的变桨轴承，包括轴承内圈(22)、轴承外圈(21)、滚珠(23)和固定于所述轴承内圈(22)或者所述轴承外圈(21)的密封圈(24)，所述密封圈(24)设置于轴承内圈(22)与轴承外圈(21)的连接处，且位于所述变桨轴承的两端，其特征在于，还包括压紧部件(25)，所述压紧部件(25)固定于所述轴承内圈(22)或者所述轴承外圈(21)，且压紧于所述密封圈(23)的外侧，所述压紧部件(25)为两组，且分别设置于变桨轴承的两端；
两组所述压紧部件(25)分别与其对应的所述密封圈(24)设置于同一或不同的轴承圈上，且两组所述压紧部件(25)分别设置于轴承内圈(22)和轴承外圈(21)上，所述轴承圈为轴承内圈(22)和轴承外圈(21)。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的变桨轴承，其特征在于，所述压紧部件(24)为压紧环。
3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的变桨轴承，其特征在于，所述压紧环包括多个压紧环段。
4.根据权利要求2或3所述的用于风力发电机组的变桨轴承，其特征在于，所述压紧环具有板状结构。
5.根据权利要求2或3所述的用于风力发电机组的变桨轴承，其特征在于，所述压紧环具有台阶式结构。
6.根据权利要求1至3任一项所述的用于风力发电机组的变浆轴承，其特征在于，所述压紧部件(25)通过焊接、铆接、螺钉连接或者粘接于所述变桨轴承。
7.根据权利要求1至3任一项所述的用于风力发电机组的变浆轴承，其特征在于，所述压紧部件(25)为金属压紧环。
8.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的变浆轴承。
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Patentee after: Jiangsu jingyei sea wind power bearing manufacturing Co.

Address before: 102600 Daxing District, Beijing Huang Village street, No. 5

Patentee before: Beijing Jingye bearing Limited by Share Ltd

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Effective date of registration: 20180523

Address after: 102627 4 floor, 2 building, No. 4 Daxing District Garden Road, Beijing, 1 unit 509

Patentee after: Beijing Jing Ye post dimensional wind power technology development Co., Ltd.

Address before: 224499 Huayuan Road Economic Development Zone, Yancheng City, Jiangsu, 68 Huayuan Road No. 68

Patentee before: Jiangsu jingyei sea wind power bearing manufacturing Co.

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Effective date of registration: 20200103

Address after: 102600, 5, Yu Sheng street, Huangcun Town, Beijing, Daxing District

Patentee after: Beijing Jingye bearing Limited by Share Ltd

Address before: 102627 4 floor, 2 building, No. 4 Daxing District Garden Road, Beijing, 1 unit 509

Patentee before: Beijing Jing Ye post dimensional wind power technology development Co., Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: Wind generating set and variable blade bearing thereof

Effective date of registration: 20200624

Granted publication date: 20120530

Pledgee: Beijing finance Company limited by guarantee

Pledgor: BEIJING JINGYE BEARING Co.,Ltd.

Registration number: Y2020110000009

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
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Assignee: JIANGSU JINGYE OFFSHORE WIND POWER BEARING MANUFACTURING Co.,Ltd.

Assignor: BEIJING JINGYE BEARING Co.,Ltd.

Contract record no.: 2013990000346

Date of cancellation: 20210222