CN117685294A - 球柱联合变桨轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轴承技术领域，具体涉及一种球柱联合变桨轴承，包括内圈、外圈、圆柱滚子和两列钢球，所述内圈和外圈之间设置有两列球滚道，两列钢球并列装配于两列球滚道内，两列球滚道之间设置有第三滚道，所述圆柱滚子装配于所述第三滚道内。本发明在球滚子的基础上增加一列径向圆柱滚子，可承受更大的径向负载和轴向负载及倾覆力矩，延长变桨轴承的使用寿命，满足更大兆瓦的风力发电机组需求。
Description
技术领域
本发明属于轴承技术领域，具体涉及一种球柱联合变桨轴承。
背景技术
变桨轴承，是安装于风力发电机组叶片与轮毂之间，控制叶片角度，控制风轮转速及风机输出功率的关键零部件，变桨轴承一般使用双列四点接触球或者三排圆柱变桨结构，在国内企业不断累积经验和技术的条件下，变桨轴承市场基本上已经实现国产化。
近年来，国内的风电产业发展迅速，陆上风力发电机组兆瓦数不断增大，海上风电也成为一种主流，这就需要市场也随之不断升级，传统的四点接触球轴承已经逐渐不满足大兆瓦风电发电机组的需求，且变桨轴承工作条件复杂，对于耐腐蚀性、密封性、抗冲击性能等都有极高的要求，才能满足变桨轴承在高负载下长期稳定运行。现有的变桨轴承难以满足更大兆瓦数级的风力发电机组的负载要求，轴承使用寿命较低。
发明内容
根据上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种球柱联合变桨轴承，可以满足更大兆瓦数级的风力发电机组，可承受更高负载。实现复杂的工作环境下轴承的使用寿命周期领先于常规轴承。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：球柱联合变桨轴承，包括内圈、外圈、圆柱滚子和两列钢球，所述内圈和外圈之间设置有两列球滚道，两列钢球并列装配于两列球滚道内，两列球滚道之间设置有第三滚道，所述圆柱滚子装配于所述第三滚道内。
进一步地，所述球滚道沿轴向方向的两侧挡边不对称设置。
进一步地，两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度高于相互远离一侧的挡边高度。
进一步地，所述内圈外径面在两列球滚道之间形成有环形凸台，环形凸台的两侧表面与内圈球滚道形成延续。
进一步地，所述外圈内径面在两列球滚道之间形成有与圆柱滚子适配的内凹槽，外圈的内凹槽与内圈的环形凸台外圆面形成第三滚道。
进一步地，所述内圈和外圈两侧安装面之间的间隙形成有密封径，密封径处装配有密封圈。
进一步地，所述内圈和外圈两侧安装面的尺寸分别与轴承叶片安装面和轮毂侧安装面的尺寸相适配，通过改变密封径的尺寸调整内圈和外圈两侧安装面的尺寸。
进一步地，所述圆柱滚子为径向圆柱滚子。
进一步地，所述外圈球滚道中两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度低于相互远离一侧的挡边高度。
进一步地，所述外圈球滚道中两列球滚道沿轴向方向两侧的挡边高度平齐。
本发明的有益效果为：本发明在球滚子的基础上增加一列径向圆柱滚子，可承受更大的径向负载和轴向负载及倾覆力矩，延长变桨轴承的使用寿命，满足更大兆瓦的风力发电机组需求。
附图说明
图1为本发明球柱联合变桨轴承结构示意图；
图2为球柱联合变桨轴承密封径示意图；
图中：1、内圈， 2、外圈， 3、圆柱滚子， 4、钢球， 5、环形凸台， 6、密封圈；
I、密封径。
具体实施方式
为了使本发明的结构和功能更加清晰，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见附图1-2，球柱联合变桨轴承，包括内圈1、外圈2、圆柱滚子3和两列钢球4，所述内圈1和外圈2之间设置有两列球滚道，两列钢球4并列装配于两列球滚道内，两列球滚道之间设置有第三滚道，所述第三滚道内装配一列径向圆柱滚子3。
基于上述技术方案，在球滚子的基础上增加一列径向圆柱滚子，可承受更大的径向负载和轴向负载及倾覆力矩，满足更大兆瓦的风力发电机组需求。
在本实施例中，所述内圈外径面在两列球滚道之间形成有环形凸台5，环形凸台5的两侧表面与内圈球滚道形成延续。环形凸台5构成的内圈球滚道使两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度高于相互远离一侧的挡边高度，在球滚道沿轴向方向的两侧挡边形成不对称结构。
基于上述技术方案，传统的变桨轴承或者其他球柱轴承在承受过大的轴向力、径向力、倾覆力矩的综合综合作用下，轴承的内外圈会发生相对的位移，对于轴承的精度及内部结构和运转产生一定的负面作用，而本次设计的结构可以极大改善这项问题，利用滚道挡板的不对称设置形成钢球自锁结构，限制内外圈的相对窜动量，保证整体结构的合理性和稳定性。
在本实施例中，所述外圈内径面在两列球滚道之间形成有与圆柱滚子适配的内凹槽，外圈的内凹槽与内圈的环形凸台外圆面形成第三滚道。
基于上述技术方案，本发明的环形凸台5也可设置于外圈上，对应的内凹槽设置于轴承内圈。
进一步地，所述内圈1和外圈2两侧安装面之间的间隙形成有密封径，密封径处装配有密封圈6。所述内圈1和外圈2两侧安装面的尺寸分别与轴承叶片安装面和轮毂侧安装面的尺寸相适配，通过改变密封径的尺寸调整内圈和外圈两侧安装面的尺寸。如图2所示，可根据叶片及其他连接件调整密封圈的尺寸及内圈油脂的空间结构。图2画圈处表示两条不同的油脂空间构造，此处全部画出示意可调，实际应用可根据其他连接件尺寸选择任一，图一为选取其中一个油脂腔通道的示意。
基于上述技术方案，此轴承结构可以在不改变轴承回转中心径的前提下改变轴承叶片安装面和轮毂侧安装面的尺寸，便于轴承设计统型，可以满足不同叶片及轮毂型号，降低企业的生产成本和加工难度。外圈安装面尺寸大时，密封径尺寸较小，外圈球滚道中两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度低于相互远离一侧的挡边高度；外圈安装面尺寸小时，密封径尺寸较大，外圈球滚道中两列球滚道沿轴向方向两侧的挡边高度平齐。
本发明的新式球柱联合变桨轴承保留设计多样性，根据轴承承受的载荷和倾覆力矩设计变桨轴承尺寸和滚子大小，选取最合适的主参数，可以选取不同的内部结构组合及径向滚子的位置，可以根据有限元计算内外圈损伤值来确定具体内外圈配合关系，保证计算结果的有效性及设计的合理化。
需要说明的是，本发明未详述部分为现有技术。
以上列举的仅是本发明的最佳实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.球柱联合变桨轴承，其特征在于：包括内圈、外圈、圆柱滚子和两列钢球，所述内圈和外圈之间设置有两列球滚道，两列钢球并列装配于两列球滚道内，两列球滚道之间设置有第三滚道，所述圆柱滚子装配于所述第三滚道内。
2.根据权利要求1所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述球滚道沿轴向方向的两侧挡边不对称设置。
3.根据权利要求1或2所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度高于相互远离一侧的挡边高度。
4.根据权利要求1或2所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述内圈外径面在两列球滚道之间形成有环形凸台，环形凸台的两侧表面与内圈球滚道形成延续。
5.根据权利要求4所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述外圈内径面在两列球滚道之间形成有与圆柱滚子适配的内凹槽，外圈的内凹槽与内圈的环形凸台外圆面形成第三滚道。
6.根据权利要求1或2所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述内圈和外圈两侧安装面之间的间隙形成有密封径，密封径处装配有密封圈。
7.根据权利要求6所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述内圈和外圈两侧安装面的尺寸分别与轴承叶片安装面和轮毂侧安装面的尺寸相适配，通过改变密封径的尺寸调整内圈和外圈两侧安装面的尺寸。
8.根据权利要求6所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述外圈球滚道中两列球滚道相互靠近一侧的挡边高度低于相互远离一侧的挡边高度。
9.根据权利要求6所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述外圈球滚道中两列球滚道沿轴向方向两侧的挡边高度平齐。
10.根据权利要求1所述的球柱联合变桨轴承，其特征在于：所述圆柱滚子为径向圆柱滚子。
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