CN112567143A - 风力涡轮机的转子的轴承组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力涡轮机的转子(11)的轴承组件(10)，即用于将所述转子(11)安装在固定的壳体(12)中，包括：转子侧轴向滑动轴承节段(13)，其接合在转子(11)上、与转子(11)一起旋转并且抵靠壳体(12)的滑动表面(14)支撑；壳体侧轴向滑动轴承节段(15)，其接合在壳体(12)上、与壳体(12)固定在一起并且抵靠转子(11)的第一滑动表面(16)支撑；以及壳体侧径向滑动轴承节段(21)，其接合在壳体(12)上、与壳体(12)固定在一起并且抵靠转子(11)的第二滑动表面(22)支撑。

Description

风力涡轮机的转子的轴承组件
技术领域
本发明涉及一种风力涡轮机的转子的轴承组件。
背景技术
为了安装风力涡轮机的联结到风力涡轮机的转子叶片并且由风力涡轮机的转子叶片驱动的转子，到目前为止在实践中已经仅仅采用滚动轴承。在滚动轴承失效的情况下，整个传动系必须被拆解。在大多数情况下，这需要风力涡轮机的完全拆解。
从WO 2011/127510已知一种利用滑动轴承的风力涡轮机的转子的轴承组件。该轴承组件包括布置成彼此间隔轴向距离的至少两个滑动轴承，所述滑动轴承由滑动轴承垫构成，其中滑动轴承布置在相对于彼此成角度地定位的平面中。提供滑动轴承节段的滑动轴承的滑动轴承垫定位在倾斜的滚道上，因此需要相应的滑动表面的球形形状。相应的滑动表面的这样的球形形状只可在大的耗费的情况下制造。此外，迄今为止未已知经验证的流体动力学模拟工具，利用该流体动力学模拟工具可设计这样的轴承组件。
存在对于如下的风力涡轮机的转子的轴承组件的需要，即其在一方面可容易地制造并且在另一方面在失效的情况下不需要风力涡轮机的完全拆解。
发明内容
以此为出发点，本发明以创造一种新类型的风力涡轮机的转子的轴承组件的目的为基础。
通过根据权利要求1的轴承组件来解决该目的。根据本发明的用于将风力涡轮机的转子安装在风力涡轮机的固定的壳体中的轴承组件至少包括下列组件：第一，转子侧轴向滑动轴承节段，其接合在转子上、与转子一起旋转并且抵靠壳体的滑动表面支撑。第二，壳体侧轴向滑动轴承节段，其接合在壳体上、与壳体固定在一起并且抵靠转子的第一滑动表面支撑。第三，壳体侧径向滑动轴承节段，其接合在壳体上、与壳体固定在一起并且抵靠转子的第二滑动表面支撑。轴向滑动轴承节段包括转子侧轴向滑动轴承节段和壳体侧轴向滑动轴承节段。轴向滑动轴承节段支撑在轴向滑动表面上，即转子侧轴向滑动轴承节段支撑在壳体的轴向表面上并且壳体侧轴向滑动轴承节段支撑在转子的轴向表面上。壳体侧径向滑动轴承节段支撑在转子的径向表面或周向表面上。在轴承组件失效的情况下，可单独地接近单独的滑动轴承节段，因此不必拆解整个传动系或整个风力涡轮机。不需要滑动表面的球形形状。轴承组件可容易地制造。
根据本发明的有利的进一步改进，轴承组件包括形成转子侧止推环的转子的径向凸出部，该径向凸出部固定地连接到转子的毂或轴，其中转子侧轴向滑动轴承节段紧固到该径向凸出部。壳体侧轴向滑动轴承节段抵靠转子侧止推环支撑。壳体侧径向滑动轴承节段抵靠转子的毂或轴支撑。这允许轴承组件的简单制造。在失效的情况下，可单独地接近单独的滑动轴承节段。
根据本发明的有利的进一步改进，轴承组件包括壳体侧节段保持器，该壳体侧节段保持器容纳壳体侧轴向滑动轴承节段以及还有壳体侧径向滑动轴承节段两者，其中节段保持器可拆除地紧固到壳体。优选地，节段保持器按节段划分，其中节段保持器的每个节段容纳至少一个壳体侧轴向滑动轴承节段以及至少一个壳体侧径向滑动轴承节段。
节段保持器用于简单地容纳壳体侧滑动轴承节段。当节段保持器也按节段划分时，在失效的情况下可尤其有利地接近单独的滑动轴承节段，即接近紧固到节段保持器的相应节段的壳体侧滑动轴承节段。
根据本发明有利的进一步改进，为了移除壳体侧轴向滑动轴承节段，首先与待移除的壳体侧轴向滑动轴承节段一起安装在节段保持器的相同节段上的特定壳体侧径向滑动轴承节段可从节段保持器的相应节段拆卸，其中在这之后，节段保持器的相应节段可从壳体拆卸并且可与待移除的壳体侧轴向滑动轴承节段一起移除。这允许简单且有利地接近壳体侧滑动轴承节段。
优选地，在壳体上形成有用于转子侧轴向滑动轴承节段的穿入开口，转子侧轴向滑动轴承节段可经由该穿入开口安装和拆卸。穿入开口允许简单且单独地接近单独的转子侧轴向滑动轴承节段。
附图说明
本发明的优选的进一步改进从从属权利要求和下文的描述中获得。借助于附图详细地解释本发明的示例性实施例，而不受限于此。在此：
图1示出了根据本发明的风力涡轮机的转子的轴承组件的透视图；
图2示出了穿过图1的轴承组件的第一截面图；
图3示出了穿过图1的轴承组件的第二截面图；
图4a示出了带有第一力箭头的图2的截面图；
图4b示出了带有第二力箭头的图2的截面图；
图5示出了类似于图2的穿过轴承组件的多个截面图以用于阐明对轴承组件的单独的节段的接近；
图6示出了轴承组件的多个侧视图以用于进一步阐明对轴承组件的单独的节段的接近。
具体实施方式
本发明涉及联接到转子叶片的风力涡轮机的转子的轴承组件。风力涡轮机的这样的转子还被称为风力涡轮机的主转子。
图1示出了根据本发明的风力涡轮机的转子的轴承组件的透视图。图2和图3借助于截段示出了穿过轴承组件10的截面，即图3借助于截段示出了透视截面图。
用于将风力涡轮机的转子11安装在风力涡轮机的固定的壳体12中的图1、图2和图3的轴承组件10包括多个滑动轴承节段。
因此，轴承组件10包括转子侧轴向滑动轴承节段13。
转子侧轴向滑动轴承节段13接合在转子11上或紧固到转子11、与转子11一起旋转并且抵靠壳体12支撑，即抵靠壳体12的轴向滑动表面14，该轴向滑动表面形成在壳体12的在径向方向上延伸的壳体区段12a上。
除了这些转子侧轴向滑动轴承节段13，轴承组件10还包括壳体侧轴向滑动轴承节段15。
壳体侧轴向滑动轴承节段15接合在壳体12上或紧固到壳体12，即在轴向方向上延伸的壳体区段12b上。这些壳体侧轴向滑动轴承节段15支撑在转子11上，即抵靠转子11的轴向滑动表面16，该轴向滑动表面由转子11的径向凸出部17形成，其中凸出部17为转子11的轴18的整体部分。径向凸出部17以轴18为起始延伸到径向外侧，并且在周向方向上围绕轴18延伸。转子11的毂19(转子叶片20接合在该毂上)接合在轴18上。
除了转子侧轴向滑动轴承节段13和壳体侧轴向滑动轴承节段15之外，轴承组件10还包括壳体侧径向滑动轴承节段21。
这些壳体侧径向滑动轴承节段21继而接合在壳体12上或连接到壳体12，其中壳体侧径向滑动轴承节段21继而支撑在转子11上，即在由转子11的轴18限定的转子11的周向滑动表面22上。
因此，根据本发明的轴承组件10至少包括转子侧轴向滑动轴承节段13、壳体侧轴向滑动轴承节段15和壳体侧径向滑动轴承节段21，其中轴向滑动轴承节段13,15支撑在轴向滑动表面14,16上，所述轴向滑动表面垂直于转子11的径向方向伸延，而径向滑动轴承节段21支撑在转子11的周向滑动表面21上。在根据本发明的轴承组件中未设置滑动表面的球形形状。
转子11的轴18的径向凸出部17(壳体侧轴向滑动轴承节段15支撑在其上)形成转子侧止推环。在该转子侧止推环17或径向凸出部17上形成轴向凸出部23(尤其参见图3)，该轴向凸出部限定了用于转子侧轴向滑动轴承节段13的容纳凹口24。多个这样的容纳凹口24形成在周缘上，其中在这些容纳凹口24中的每个中布置有转子侧轴向滑动轴承节段13。
转子侧轴向滑动轴承节段13连接到转子11，即与凸出部或止推环17连接，即根据图3借助于合适的紧固螺钉25。
以与止推环17的如下侧边(即转子侧轴向滑动轴承节段13在该侧边上连接到转子11的止推环17)相反而置的方式，止推环17形成轴向滑动表面16，壳体侧轴向滑动轴承节段15支撑在该轴向滑动表面上。
转子侧轴向滑动轴承节段13包括保持器13a，实际的滑动体13b容纳在该保持器中。
相应的滑动体13b经由通过保持器13a的盖13d延伸到滑动体13b中的螺钉13c安装在保持器13a中。在此在滑动轴承13b和保持器13a之间布置有盘簧13e。
壳体侧节段保持器26用于将壳体侧滑动轴承节段15和21、即壳体侧轴向滑动轴承节段15和壳体侧径向滑动轴承节段21安装或紧固在壳体12的壳体区段12b上。该壳体侧节段保持器26优选地按节段划分并且包括多个节段27。
节段保持器26的每个节段27借助于未示出的紧固手段连接到壳体12或紧固到壳体12。在壳体侧节段保持器26的每个节段27上可拆除地紧固有至少一个壳体侧轴向滑动轴承节段15和至少一个壳体侧径向滑动轴承节段21。壳体侧滑动轴承节段15,21在节段保持器26的相应节段27上的这种可拆除的紧固继而借助于未示出的紧固装置实现。
在示出的优选的示例性实施例中，单个壳体侧轴向滑动轴承节段15和单个壳体侧径向滑动轴承节段21紧固到节段保持器26的相应节段27。与此相反还可行的是，在节段保持器26的每个节段27上各自紧固有多个壳体侧轴向滑动轴承节段15和多个壳体侧径向滑动轴承节段21，其中那么容纳在节段保持器26的相应节段27上的壳体侧轴向滑动轴承节段15的数量优选地对应于容纳在节段保持器26的相应节段27上的径向滑动轴承节段的数量。
此外可行的是，与此相反，容纳在节段保持器26的相应节段27上的壳体侧轴向滑动轴承节段15的数量与容纳在节段保持器26的相应节段27上的壳体侧径向滑动轴承节段的数量有偏差，其中在第一变体中可设置成，在相应节段27上尤其容纳有两个壳体侧轴向滑动轴承节段15和单个壳体侧径向滑动轴承节段21，或根据第二变体，在相应节段27上容纳有单个壳体侧轴向滑动轴承节段15和两个壳体侧径向滑动轴承节段21。
正如转子侧轴向滑动轴承节段13中的每个那样，壳体侧轴向滑动轴承节段15中的每个包括容纳在节段保持器26的相应节段27中的滑动体15b。在相应节段27中紧固该滑动体15b借助于穿过盖15d的螺钉15c实现，其中在滑动体15b和节段保持器26的节段27之间定位有盘簧15e。
图4a和图4b示出了带有力箭头的图2的截段，其中力箭头28各自呈现了轴承负载，并且力箭头29各自呈现了反作用力。
在图4a中，轴承负载28在第一轴向方向上作用，其中然后反作用力经由壳体侧轴向滑动轴承节段15作用到转子11的轴向滑动表面16上。在图4b中，轴承负载28在相反的轴向方向上作用，而反作用力经由转子侧轴向滑动轴承节段13作用到壳体12的轴向滑动表面14上。
图5阐明了涉及对壳体侧滑动轴承节段15,21的接近的细节。当壳体侧轴向滑动轴承节段中的一个15应从轴承组件10移除时，为了移除这样的壳体侧轴向滑动轴承节段15，首先特定的壳体侧径向滑动轴承节段21可从节段保持器26的节段27拆卸，该特定的壳体侧径向滑动轴承节段21与待移除的壳体侧轴向滑动轴承节段15一起安装在节段保持器26的相应节段27上。这在图5中在状态II中示出。在相应的壳体侧径向滑动轴承节段15从节段保持器26的相应节段27拆解之后，节段保持器26的相应节段27可从壳体12拆卸，并且可与待移除的壳体侧轴向滑动轴承节段15一起从轴承组件移除。这由图5的状态III和状态IV示出。
以上文的方式，在轴承组件10失效的情况下，可单独地接近单独的壳体侧径向滑动轴承节段21和单独的壳体侧轴向滑动轴承节段15。
图6示出了涉及对轴承组件10的单独的转子侧轴向滑动轴承节段13的接近的细节。在壳体12、即壳体12的区段12b中引入有安装开口30，在图3中可见的紧固螺钉15断开连接之后，单独的转子侧轴向滑动节段16可经由该安装开口从相应的容纳凹口24即在径向方向上移除。通过转动转子11，安装开口30可重叠在待拆解的相应转子侧轴向滑动节段13上。在可能有缺陷的转子侧轴向滑动轴承节段13的拆解之后，可用新的转子侧轴向轴承节段13替换该可能有缺陷的转子侧轴向滑动轴承节段，即再次在径向方向上经由穿入开口30。
根据本发明的用于风力涡轮机的转子11的轴承组件10可容易制造、安装和拆卸。单独的滑动轴承节段可单独地接近，使得在轴承组件10失效的情况下不必完全地拆解传动系或完全地拆解风力涡轮机。滑动轴承节段13,15和21部分地由壳体12并且部分地由转子11支撑。滑动轴承节段可单独地安装和拆卸。
参考标号列表
10 轴承组件
11 转子
12 壳体
12a 壳体区段
12b 壳体区段
13 转子侧轴向滑动轴承节段
13a 保持器
13b 滑动体
13c 紧固螺钉
13d 盖
13e 盘簧
14 滑动表面
15 定子侧轴向滑动轴承节段
16 滑动表面
17 凸出部/止推环
18 轴
19 毂
20 转子叶片
21 定子侧径向滑动轴承节段
22 滑动表面
23 凸出部
24 容纳空间
25 紧固螺钉
26 节段保持器
27 节段
28 轴承负载
29 反作用力
30 安装开口

Claims (12)

1.一种风力涡轮机的转子(11)的轴承组件(10)，即用于将所述转子(11)安装在固定的壳体(12)中，
具有转子侧轴向滑动轴承节段(13)，其接合在所述转子(11)上、与所述转子(11)一起旋转并且抵靠所述壳体(12)的滑动表面(14)支撑；
具有壳体侧轴向滑动轴承节段(15)，其接合在所述壳体(12)上、与所述壳体(12)固定在一起并且抵靠所述转子(11)的第一滑动表面(16)支撑；
具有壳体侧径向滑动轴承节段(21)，其接合在所述壳体(12)上、与所述壳体(12)固定在一起并且抵靠所述转子(11)的第二滑动表面(22)支撑。
2.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于形成转子侧止推环的所述转子(11)的径向凸出部(17)，该径向凸出部固定到所述转子(11)的毂或轴(18)，其中所述转子侧轴向滑动轴承节段(13)紧固到所述径向凸出部(17)。
3.根据权利要求2所述的轴承组件，其特征在于，在所述转子(11)的径向凸出部(17)上形成有轴向凸出部(23)，该轴向凸出部与所述径向凸出部(17)一起限定用于所述转子侧轴向滑动轴承节段(13)的容纳凹口(24)。
4.根据权利要求2或3所述的轴承组件，其特征在于，所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)抵靠由所述转子侧止推环(17)提供的所述转子(11)的所述第一滑动表面(16)支撑。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴承组件，其特征在于，所述壳体侧径向滑动轴承节段(15)抵靠由所述转子(11)的毂或轴提供的所述转子(11)的所述第二滑动表面(22)支撑。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴承组件，其特征在于壳体侧节段保持器(26)，其容纳所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)以及还有所述壳体侧径向滑动轴承节段(21)两者，其中所述节段保持器(26)可拆除地紧固到所述壳体(11)。
7.根据权利要求6所述的轴承组件，其特征在于，所述节段保持器(26)按节段划分，其中所述节段保持器(26)的每个节段(27)容纳至少一个壳体侧轴向滑动轴承节段(15)以及至少一个壳体侧径向滑动轴承节段(21)。
8.根据权利要求7所述的轴承组件，其特征在于，容纳在所述节段保持器(26)的相应节段(27)上的所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)的数量对应于容纳在所述节段保持器(26)的相应节段(27)上的所述壳体侧径向滑动轴承节段(21)的数量。
9.根据权利要求8所述的轴承组件，其特征在于，所述节段保持器(27)的每个节段(27)容纳单个壳体侧轴向滑动轴承节段(15)以及单个壳体侧径向滑动轴承节段(21)。
10.根据权利要求7所述的轴承组件，其特征在于，容纳在所述节段保持器(26)的相应节段(27)上的所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)的数量与容纳在所述节段保持器(26)的相应节段(27)上的所述壳体侧径向滑动轴承节段(21)的数量有偏差。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的轴承组件，其特征在于，为了移除壳体侧轴向滑动轴承节段(15)，首先与待移除的所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)一起安装在所述节段保持器(26)的相同节段(27)上的壳体侧径向滑动轴承节段(21)可从所述节段保持器(26)的相应节段(27)拆卸，并且在这之后，所述节段保持器(26)的相应节段(27)可从所述壳体(12)拆卸，并且可与待移除的所述壳体侧轴向滑动轴承节段(15)一起移除。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的轴承组件，其特征在于，在所述壳体(12)上形成有用于所述转子侧轴向滑动轴承节段(13)的穿入开口(30)，所述转子侧轴向滑动轴承节段(13)可经由该穿入开口安装和拆卸。
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