CN111120226B - 一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承*** - Google Patents

一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***，通过运用承载力更大的滑动轴承配合模块化设计的可倾瓦结构，使轴承可根据外界载荷方向的变化而变化承载方向，更适用于应对随机改变方向的复杂载荷冲击场景，解决现有技术机械震动大，噪音大，机械失效快，维修困难的问题。

Description

一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***
技术领域
本发明涉及特种工程机械如风力发电机或海工机械中的回转支承技术领域，尤其涉及一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***。
背景技术
目前，在许多大型工程机械(例如风力发电机)的回转支撑***主要采用传统的滚动轴承***，这种轴承***应用广泛成熟，价格适中，在机械受力稳定条件下运行可靠。但是随着风力发电机以及海工机械的发展，滚动回转支撑在这些领域使用过程中出现了很多问题，主要表现在机械震动加大，噪音加大，机械失效加快，维修困难。根据这些机械应用的场景我们发现，风力发电机及海工机械主要应用在受风力、海浪影响较大的野外工况，轴承***随时承受着风力、海浪等不确定的交变载荷的冲击。这些载荷的大小、方向、随机变化，难以确定，因此，在这种场景下应用的轴承***受力要远比稳定场景下复杂的多，传统的滚动轴承在此类复杂场景下的应用上发生了很多问题，如：设备震动噪音大，设备使用寿命低，维护成本加大。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提出一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***，通过运用承载力更大的滑动轴承配合模块化设计的可倾瓦结构，使轴承可根据外界载荷方向的变化而变化承载方向，更适用于应对随机改变方向的复杂载荷冲击场景。
为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：
一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***，包括第一机架、第二机架、上止推辅助机架、下止推轴向可倾瓦滑动轴承、上止推轴向可倾瓦滑动轴承、径向可倾瓦滑动轴承、传动装置；
所述第一机架为包括有第一水平连接面与第一垂直连接面的一体固定机架，所述第一机架固定连接在设备基座或塔筒上；
所述第二机架为包括有第二水平连接面、第二垂直连接面以及承载面的一体可回转机架，所述第二机架的第二水平连接面通过下止推轴向可倾瓦滑动轴承与第一机架的第一水平连接面可回转连接，所述第二机架的第二垂直连接面通过径向可倾瓦滑动轴承与第一机架的第一垂直连接面可回转连接，所述第二机架通过传动装置连接驱动源；
所述上止推辅助机架为包括有第三水平连接面的一体固定机架，所述上止推辅助机架固定连接在第一机架、设备基座或塔筒上，所述上止推辅助机架的第三水平连接面与第二机架的承载面通过上止推轴向可倾瓦滑动轴承可回转连接。
进一步地，所述下止推轴向可倾瓦滑动轴承包括下止推轴向轴承基座以及均匀环绕设置在下止推轴向轴承基座上的若干组轴向下止推可倾瓦；所述下止推轴向轴承基座固定连接在第一机架的第一水平连接面上，所述轴向下止推可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的第二水平连接面之间滑动接触连接；
所述上止推轴向可倾瓦滑动轴承包括上止推轴向轴承基座以及均匀环绕设置在上止推轴向轴承基座上的若干组轴向上止推可倾瓦；所述上止推轴向轴承基座可拆卸固定连接在上止推辅助机架的第三水平连接面上，所述轴向上止推可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的承载面之间滑动接触连接；
所述径向可倾瓦滑动轴承包括径向轴承基座以及均匀环绕设置在径向轴承基座上的若干组径向可倾瓦与径向制动可倾瓦；所述径向轴承基座固定连接在第一机架的第一垂直连接面上，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的第二垂直连接面之间滑动接触连接；所述径向制动可倾瓦为摩擦表面部分或全部带有制动片的可倾瓦；
所述传动装置包括减速器、连接在减速器输出端的驱动齿轮以及与驱动齿轮相匹配的齿圈，所述减速器以及驱动齿轮固定设置在第二机架上，所述齿圈固定设置在第一机架上；回转动力通过减速器驱使驱动齿轮沿齿圈啮合旋转，带动第二机架相对第一机架以及设备基座或塔筒做回转运动。
进一步地，所述径向轴承基座为上下双排安装位结构，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦平行设置于径向轴承基座的上下双排安装位内；或，所述径向轴承基座包括上下平行分离设置的两组子基座，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦分别设置于两组子基座内。
进一步地，所述每组可倾瓦还设置有压力传感装置与调控装置；所述压力传感装置实时监测对应可倾瓦的压力数据，所述调控装置根据压力传感装置获得的可倾瓦实时压力数据对可倾瓦进行压力补偿，维持可倾瓦受力平衡，保持第二机架相对第一机架以及设备基座或塔筒的位置稳定。
进一步地，所述回转支承***还包括智能控制模块，所述智能控制模块接收所述压力传感装置获得的可倾瓦压力数据并结合设备所处位置的气相、地质和/或海况信息自动调整所述调控装置对可倾瓦的压力补偿。
进一步地，所述可倾瓦为中央半球弧面支撑的四向可倾倒可倾瓦。
一种针对基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***的维修方法，包括以下步骤：
S1、通过压力传感装置反馈的可倾瓦压力数据判断需要维修的可倾瓦；
S2、拆卸上止推辅助机架；
S3、更换上止推轴向可倾瓦滑动轴承中需要维修的轴向上止推可倾瓦；
S4、通过抬升工具抬起第二机架对应需要维修的轴向下止推可倾瓦、径向可倾瓦或径向制动可倾瓦位置，更换需要维修的可倾瓦；
S5、更换所有需要维修的可倾瓦后安装上止推辅助机架，***恢复正常运转。
进一步地，还包括步骤：S6、检测被替换的需维修可倾瓦，对于能够修复满足继续使用要求的可倾瓦进行修复并储存为备用件，判断不能继续利用的可倾瓦进行报废处理。
本发明的有益效果为：
采用本发明所述基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***，可以完全替代现有***滚动回转支撑，解决现有技术机械震动大，噪音大，机械失效快，维修困难的问题。本发明所述回转支承***提供了一个柔性支撑***，轴承承载力大；轴承可根据外界载荷方向的变化而变化承载方向，可应对随机改变方向的载荷的冲击；该轴承可进行模块化设计，拆装维护方便；再布置合适的传感器控制***及自我学习***后，可对风力、海浪等不确定载荷进行分析判断并自动调整设备参数从而降低设备的故障频率，提高使用效率，实现智能自动化操作。
附图说明
图1为本发明第一实施例示意图。
图2为本发明第一实施例中下止推轴向可倾瓦滑动轴承与径向可倾瓦滑动轴承的俯视结构示意图。
图3为本发明第一实施例中下止推轴向可倾瓦滑动轴承放大示意图。
图4为本发明第一实施例中上止推轴向可倾瓦滑动轴承与径向可倾瓦滑动轴承放大示意图。
图5为一种现有技术的结构示意图。
图6为本发明第二实施例示意图。
附图编号说明：1-第一机架、11-第一水平连接面、12-第一垂直连接面、2-第二机架、21-第二水平连接面、22-第二垂直连接面、23-承载面、3-上止推辅助机架、31-第三水平连接面、4-下止推轴向可倾瓦滑动轴承、41-下止推轴向轴承基座、42-轴向下止推可倾瓦、421-摩擦表面、5-上止推轴向可倾瓦滑动轴承、6-径向可倾瓦滑动轴承、61-径向制动可倾瓦、62-径向摩擦环、601-压力传感装置与调控装置、71-减速器、72-驱动齿轮、73-齿圈、8-塔筒、81-机座、91-支撑机架、92-制动器、93-回转支承。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
如图1所示为本发明基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***作为风力发电机偏航***支撑的第一实施例示意图，以风力发电机***作为应用背景，采用可倾瓦式滑动轴承结构作为风力发电机偏航***支撑以及风力发电机叶片变桨***，其特点主要有：轴承承载力大；轴承可根据外界载荷方向的变化而变化承载方向，可应对随机改变方向的载荷的冲击；该轴承可进行模块化设计，拆装维护方便；该轴承在布置合适的传感器控制***及自我学习***后，可对风力等不确定载荷进行分析判断并自动调整设备参数从而降低设备的故障频率，提高使用效率；创新性的提供了一个柔性的支撑***。
如图1至图4所示回转支承***第一实施例中具体包括：第一机架1、第二机架2、上止推辅助机架3、下止推轴向可倾瓦滑动轴承4、上止推轴向可倾瓦滑动轴承5、径向可倾瓦滑动轴承6、传动装置；所述第一机架1为包括有第一水平连接面11与第一垂直连接面12的一体固定机架，所述第一机架1固定连接在塔筒8上；所述第二机架2为包括有第二水平连接面21、第二垂直连接面22以及承载面23的一体可回转机架，所述第二机架2的第二水平连接面21通过下止推轴向可倾瓦滑动轴承4与第一机架1的第一水平连接面11可回转连接，所述第二机架2的第二垂直连接面22通过径向可倾瓦滑动轴承6与第一机架1的第一垂直连接面12可回转连接；所述上止推辅助机架3为包括有第三水平连接面31的一体固定机架，所述上止推辅助机架3固定连接在第一机架1上，所述上止推辅助机架3的第三水平连接面31与第二机架2的承载面23通过上止推轴向可倾瓦滑动轴承5可回转连接；所述下止推轴向可倾瓦滑动轴承4包括下止推轴向轴承基座41以及均匀环绕设置在下止推轴向轴承基座上的若干组轴向下止推可倾瓦42；所述下止推轴向轴承基座41固定连接在第一机架1的第一水平连接面11上，所述轴向下止推可倾瓦42的摩擦表面421与所述第二机架2的第二水平连接面21之间滑动接触连接；所述上止推轴向可倾瓦滑动轴承5包括上止推轴向轴承基座以及均匀环绕设置在上止推轴向轴承基座上的若干组轴向上止推可倾瓦；所述上止推轴向轴承基座可拆卸固定连接在上止推辅助机架3的第三水平连接面31上，所述轴向上止推可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架2的承载面23之间滑动接触连接；所述径向可倾瓦滑动轴承6包括径向轴承基座以及均匀环绕设置在径向轴承基座上的若干组径向可倾瓦与径向制动可倾瓦61，所述径向轴承基座为上下双排安装位结构，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦61平行设置于径向轴承基座的上下双排安装位内，或，所述径向轴承基座包括上下平行分离设置的两组子基座，所述径向可倾瓦与径向制动可倾61分别设置于两组子基座内；所述径向轴承基座固定连接在第一机架1的第一垂直连接面12上，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦61的摩擦表面与所述第二机架2的第二垂直连接面22之间滑动接触连接；所述径向制动可倾瓦61为摩擦表面部分或全部带有制动片的可倾瓦；所述传动装置包括减速器71、连接在减速器输出端的驱动齿轮72以及与驱动齿轮相匹配的齿圈73，所述减速器71以及驱动齿轮72固定设置在第二机架2上，所述齿圈73固定设置在第一机架1上；回转动力通过减速器71驱使驱动齿轮72沿齿圈73啮合旋转，带动第二机架2相对第一机架1以及塔筒8做回转运动。
如上述实施例中涉及的每组可倾瓦还可以设置有压力传感装置与调控装置601；所述压力传感装置实时监测对应可倾瓦的压力数据，所述调控装置根据压力传感装置获得的可倾瓦实时压力数据对可倾瓦进行压力补偿，维持可倾瓦受力平衡，保持第二机架2相对第一机架1以及塔筒8的位置稳定。在此基础上，所述***还可以进一步设置智能控制模块，所述智能控制模块接收所述压力传感装置获得的可倾瓦压力数据并结合设备所处位置的气相、地质和/或海况信息自动调整所述调控装置对可倾瓦的压力补偿。
如图5所示为一种本领域现有技术的结构示意图，区别于上述本发明实施例所述技术方案，其使用支撑机架91通过制动器92与回转支承93直接与塔筒8可旋转连接。这种方式为硬支撑***，运行过程中存在震动大、噪音大、机械失效快、维修困难的问题。使用如上述本发明实施例的技术方案可以替代如图5所示的现有技术方案，并很好地解决上述问题。
如图6所示为本发明基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***作为风力发电机偏航***支撑的第二实施例示意图，风力发电机的基座81固定设置在第二机架2上，第一机架1与第二机架2之间设置的下止推轴向可倾瓦滑动轴承4与径向可倾瓦滑动轴承6类似于第一实施例，但上止推辅助机架3以及上止推轴向可倾瓦滑动轴承5的安装方式区别于第一实施例，采用在塔筒8内部设置的方式，提高了第二机架2的承载面23的面积以及平整度，更加有利于在承载***上安装设备。类似于第一实施例，第二实施例中的径向可倾瓦滑动轴承6也包括有径向制动可倾瓦61，同时在其与第一机架的摩擦接触面上还优选地设置有一圈径向摩擦环62，提高***的运转稳定性以及可维护性；第二实施例中的各组可倾瓦也配备有压力传感装置与调控装置601，可以用于对可倾瓦进行应力调节。
本发明还涉及一种针对基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***的维修方法，包括以下步骤：
S1、通过压力传感装置反馈的可倾瓦压力数据判断需要维修的可倾瓦；
S2、拆卸上止推辅助机架；
S3、更换上止推轴向可倾瓦滑动轴承中需要维修的轴向上止推可倾瓦；
S4、通过抬升工具抬起第二机架对应需要维修的轴向下止推可倾瓦、径向可倾瓦或径向制动可倾瓦位置，更换需要维修的可倾瓦；
S5、更换所有需要维修的可倾瓦后安装上止推辅助机架，***恢复正常运转。
S6、检测被替换的需维修可倾瓦，对于能够修复满足继续使用要求的可倾瓦进行修复并储存为备用件，判断不能继续利用的可倾瓦进行报废处理。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***，包括第一机架、第二机架、上止推辅助机架、下止推轴向可倾瓦滑动轴承、上止推轴向可倾瓦滑动轴承、径向可倾瓦滑动轴承、传动装置；
所述第一机架为包括有第一水平连接面与第一垂直连接面的一体固定机架，所述第一机架固定连接在设备基座或塔筒上；
所述第二机架为包括有第二水平连接面、第二垂直连接面以及承载面的一体可回转机架，所述第二机架的第二水平连接面通过下止推轴向可倾瓦滑动轴承与第一机架的第一水平连接面可回转连接，所述第二机架的第二垂直连接面通过径向可倾瓦滑动轴承与第一机架的第一垂直连接面可回转连接，所述第二机架通过传动装置连接驱动源；
所述上止推辅助机架为包括有第三水平连接面的一体固定机架，所述上止推辅助机架固定连接在第一机架、设备基座或塔筒上，所述上止推辅助机架的第三水平连接面与第二机架的承载面通过上止推轴向可倾瓦滑动轴承可回转连接。
2.如权利要求1所述的回转支承***，其特征在于，所述下止推轴向可倾瓦滑动轴承包括下止推轴向轴承基座以及均匀环绕设置在下止推轴向轴承基座上的若干组轴向下止推可倾瓦；所述下止推轴向轴承基座固定连接在第一机架的第一水平连接面上，所述轴向下止推可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的第二水平连接面之间滑动接触连接；
所述上止推轴向可倾瓦滑动轴承包括上止推轴向轴承基座以及均匀环绕设置在上止推轴向轴承基座上的若干组轴向上止推可倾瓦；所述上止推轴向轴承基座可拆卸固定连接在上止推辅助机架的第三水平连接面上，所述轴向上止推可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的承载面之间滑动接触连接；
所述径向可倾瓦滑动轴承包括径向轴承基座以及均匀环绕设置在径向轴承基座上的若干组径向可倾瓦与径向制动可倾瓦；所述径向轴承基座固定连接在第一机架的第一垂直连接面上，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦的摩擦表面与所述第二机架的第二垂直连接面之间滑动接触连接；所述径向制动可倾瓦为摩擦表面部分或全部带有制动片的可倾瓦；
所述传动装置包括减速器、连接在减速器输出端的驱动齿轮以及与驱动齿轮相匹配的齿圈，所述减速器以及驱动齿轮固定设置在第二机架上，所述齿圈固定设置在第一机架上；回转动力通过减速器驱使驱动齿轮沿齿圈啮合旋转，带动第二机架相对第一机架以及设备基座或塔筒做回转运动。
3.如权利要求2所述的回转支承***，其特征在于，所述径向轴承基座为上下双排安装位结构，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦平行设置于径向轴承基座的上下双排安装位内；或，所述径向轴承基座包括上下平行分离设置的两组子基座，所述径向可倾瓦与径向制动可倾瓦分别设置于两组子基座内。
4.如权利要求2所述的回转支承***，其特征在于，所述每组可倾瓦还设置有压力传感装置与调控装置；所述压力传感装置实时监测对应可倾瓦的压力数据，所述调控装置根据压力传感装置获得的可倾瓦实时压力数据对可倾瓦进行压力补偿，维持可倾瓦受力平衡，保持第二机架相对第一机架以及设备基座或塔筒的位置稳定。
5.如权利要求4所述的回转支承***，其特征在于，所述回转支承***还包括智能控制模块，所述智能控制模块接收所述压力传感装置获得的可倾瓦压力数据并结合设备所处位置的气相、地质和/或海况信息自动调整所述调控装置对可倾瓦的压力补偿。
6.如权利要求2所述的回转支承***，其特征在于，所述可倾瓦为中央半球弧面支撑的四向可倾倒可倾瓦。
7.一种针对基于可倾瓦滑动轴承组合式结构的柔性回转支承***的维修方法，包括以下步骤：
S1、通过压力传感装置反馈的可倾瓦压力数据判断需要维修的可倾瓦；
S2、拆卸上止推辅助机架；
S3、更换上止推轴向可倾瓦滑动轴承中需要维修的轴向上止推可倾瓦；
S4、通过抬升工具抬起第二机架对应需要维修的轴向下止推可倾瓦、径向可倾瓦或径向制动可倾瓦位置，更换需要维修的可倾瓦；
S5、更换所有需要维修的可倾瓦后安装上止推辅助机架，***恢复正常运转。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤：S6、检测被替换的需维修可倾瓦，对于能够修复满足继续使用要求的可倾瓦进行修复并储存为备用件，判断不能继续利用的可倾瓦进行报废处理。
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