CN102506064A - 风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承 - Google Patents

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孙振生
曲荣君
马忠超
张丽娜
郭玉飞
那华
邹俭波
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Abstract

风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，轴承结构为双列圆锥滚子轴承，由一个双滚道外圈、双列滚动体、两个一体式实体钢制保持架以及两个内圈组成；一体式实体钢制保持架安装在内圈的滚道上；若干滚动体安装于一体式实体钢制保持架的兜孔内；两个内圈的小端面相接近，并列安装于外圈内侧；所述保持架为一体式实体钢制保持架结构。本发明取代了使用传统两点支撑的轴承结构，本发明通过一个较短的过渡段与齿轮箱分开，并直接连接到机舱主机架上，它独自承载叶轮的各种载荷，包括轴向力、径向力和倾覆力矩。这种布置为大功率风力机组提供了结构紧凑、重量轻且刚性强的传动链，可延长传动链使用寿命并提高风机可靠性。

Description

风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承
技术领域    本发明涉及一种大功率风力发电机单支撑主轴轴承，具体的是涉及一种应用于大功率风力发电机的风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承。
背景技术    随着我国风电产业的不断发展，风机整机价格竞争也日趋激烈，而风电价格和风机功率成反比，风机功率越大，风机成本越低，小功率风电机组已渐渐失去了竞争优势，国内整机制造企业急切发展3.0MW及以上大功率风电机组。我国近海风场的可开发风能资源是陆上实际可开发风能资源储量的3倍，其风能储量远高于陆上，在中国陆上风机日趋饱和的情况下，大功率海上风电机组得到了发展。目前，在国内市场上占有绝对份额的主机厂家如华锐、国电联合动力、广东明阳、重庆海装等都把研发方向转向了3.0～5.0MW大功率机组,部分企业已经完成了样机考核。因此3.0～5.0MW风电机组将成为下一代主流机型，并广泛应用于陆地、海上、潮间带各种环境和不同风资源条件的风场。
目前大功率风机主轴轴承全部依赖于国外进口，如果未来大批量生产风机，关键零部件没有自己的核心技术，那么中国风机发展成本将是很巨大的，而且国外进口的主轴轴承的供货期长，同样制约着国内大功率风电机组的装机。因此主轴轴承的研发能力不足是当前国内国产风机大型化的一个主要障碍因素。
为了应对大功率机组风力发电机的发展需求，本公司设计了一种采用一体式、高强度的钢保持架结构的单支撑主轴轴承，该轴承能够满足大功率风力发电机单支撑主轴轴承的使用要求。
发明内容    鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种新型的风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，该轴承结构简单，保持架采用一体式实体结构，很好地克服了传统冲压保持架以及支柱保持架运转不平稳、强度低等问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，轴承结构为双列圆锥滚子轴承，由一个双滚道外圈、双列滚动体、两个一体式实体钢制保持架以及两个内圈组成；一体式实体钢制保持架安装在内圈的滚道上；若干滚动体安装于一体式实体钢制保持架的兜孔内；两个内圈的小端面相接近，并列安装于外圈内侧；所述保持架为一体式实体钢制保持架结构，包括保持架基体以及若干兜孔。
所述的兜孔采用阶梯形结构。
所述的一体式实体钢制保持架与内圈形成引导结构，利用内圈大挡边引导保持架旋转。
本发明的外圈带有若干与机舱主机架相配合的安装孔，轴承内部的游隙为负游隙。
采用上述特点的轴承，与现有轴承相比具有以下有益效果：
应用于大功率风力发电机的主轴轴承，其外径尺寸在2500mm以上，独自承载叶轮的各种载荷，包括轴向力、径向力和倾覆力矩，传统采用冲压保持架和支柱保持架结构的轴承并不能满足高承载、高可靠性、长寿命主轴轴承的使用要求，而本发明提出一种采用一体式实体钢制保持架的轴承，有效地克服了传统冲压保持架和支柱式保持架运转不平稳、强度低的问题；其兜孔采用阶梯形结构，保证了滚动体与兜孔的良好接触，同时减轻了实体保持架本身的重量，进而提高了轴承的回转灵活性；综上所述，本发明取代了使用传统两点支撑的轴承结构，本发明通过一个较短的过渡段与齿轮箱分开，并直接连接到机舱主机架上，它独自承载叶轮的各种载荷，包括轴向力、径向力和倾覆力矩。这种布置为大功率风力机组提供了结构紧凑、重量轻且刚性强的传动链，可延长传动链使用寿命并提高风机可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构剖面示意简图；
图2是一体式实体钢制保持架的结构剖面示意简图；
图3是A向阶梯形兜孔示意图。
图中：1、外圈，2、滚动体，3、一体式实体钢制保持架，4、内圈，5、安装孔，6、保持架基体，7、兜孔。
具体实施方式  
下面结合附图具体说明本发明：  
如图1所示，本发明为双列圆锥滚子轴承，由一个双滚道外圈1、双列滚动体2、两个一体式实体钢制保持架3以及两个内圈4组成；一体式实体钢制保持架3安装在内圈4的滚道上；若干滚动体2安装于一体式实体钢制保持架3的兜孔7内；两个内圈4的小端面相接近，并列安装于外圈1内侧；所述保持架3为一体式实体钢制保持架结构，包括保持架基体6以及若干兜孔7。本发明的内圈4与过渡段连接在一起，本发明的外圈1带有若干与机舱主机架相配合的安装孔5，安装后轴承内部的游隙为负游隙，提高了轴承的刚性与承载能力。
如图2所示，所述保持架3为一体式实体钢制保持架结构，包括保持架基体6以及若干兜孔7，该结构有效地克服了传统冲压保持架和支柱式保持架运转不平稳、强度低的问题，能够满足大功率风力发电机主轴轴承高承载、高可靠性、长寿命主轴轴承的使用要求。
如图3所示，所述兜孔7采用阶梯形结构，阶梯形结构保证了滚动体2与兜孔7的良好接触，同时减轻了实体保持架3本身的重量，进而提高了轴承的回转灵活性。
本发明的具体装配过程：
首先安装第一套内组件：将内圈4（第一件）平放在安装平台上，将保持架3(第一件)装在内圈4（第一件）的滚道上，将滚动体2（若干个）装入保持架3（第一件）的兜孔7内；
接着安装第二套内组件：将内圈4（第二件）平放在安装平台上，将保持架3(第二件)装在内圈（第二件）4的滚道上，将滚动体（若干个）2装入保持架3（第二件）的兜孔7内；
然后，将双滚道外圈1平放在平台上，将第一套内组件从上端装入外圈1的外侧；再将外圈1和第一套内组件的组合件安装在第二套内组件的外侧。
综上所述，本发明取代了使用传统两点支撑的轴承结构，本发明通过一个较短的过渡段与齿轮箱分开，并直接连接到机舱主机架上，它独自承载叶轮的各种载荷，包括轴向力、径向力和倾覆力矩。这种布置为大功率风力机组提供了结构紧凑、重量轻且刚性强的传动链，可延长传动链使用寿命并提高风机可靠性。

Claims (4)

1.风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，轴承结构为双列圆锥滚子轴承，由一个双滚道外圈（1）、双列滚动体（2）、两个一体式实体钢制保持架（3）以及两个内圈（4）组成；一体式实体钢制保持架（3）安装在内圈（4）的滚道上；若干滚动体（2）安装于一体式实体钢制保持架（3）的兜孔内；两个内圈（4）的小端面相接近，并列安装于外圈（1）内侧；所述保持架（3）为一体式实体钢制保持架结构，包括保持架基体（6）以及若干兜孔（7）。
2.根据权利要求1所述的风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，其特征在于：所述的兜孔（7）采用阶梯形结构。
3.根据权利要求1所述的风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，其特征在于：所述的一体式实体钢制保持架（3）与内圈（4）形成引导结构，利用内圈（4）大挡边引导保持架（3）旋转。
4.根据权利要求1所述的风力发电机一体式实体保持架结构的单支撑主轴轴承，其特征在于：本发明的外圈（1）带有若干与机舱主机架相配合的安装孔（5），轴承内部的游隙为负游隙。
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