CN204851521U - 一种潮汐能发电机组及其变桨轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种潮汐能发电机组及其变桨轴承，所述变桨轴承包括内圈、外圈、以及设于内圈与外圈之间的滚动体，其中：所述内圈为具有变桨齿轮的齿圈，所述齿圈前端面上固定有叶片连接法兰；所述外圈包括外圈前段和外圈后段，外圈前段与叶片连接法兰之间设有动密封结构；所述滚动体包括两列大滚动体以及设置在两列大滚动体之间的一列小滚动体，其中两列大滚动体距轴承中心的距离相等，小滚动体距轴承中心的距离大于大滚动体距轴承中心的距离。本实用新型的潮汐能发电机组变桨轴承体积更小，承载力更强，且在偏载作用下，轴承内、外圈间不会发生倾覆位移，采用该变桨轴承的潮汐能发电机组具有体积小、成本低、密封性能好的优点。

Description

一种潮汐能发电机组及其变桨轴承

技术领域

本实用新型涉及潮汐能发电机组技术领域，特别是涉及一种潮汐能发电机组及其变桨轴承。

背景技术

随着海洋开发活动的深入，潮汐能发电技术得到广泛应用。潮汐能发电机组需要根据海水涨潮和落潮工况的不同调整叶片的张角方向,这就需要一个变桨轴承来连接潮汐能发电机组的轮毂和叶片。

由于潮汐能发电机组的工作环境为海水下20米至30米，因此一种能直接暴露在海水中、密封性能好的轴承为潮汐能发电机组变桨轴承的主要设计目标。

目前，潮汐能发电机组变桨轴承多采用四点接触球轴承，而四点接触球轴承在具有同样承载性能时需要更大的体积，相应的潮汐能发电机组的轮毂和其他相关部件的体积都要增大，增加了机组的设计成本，与此同时，四点接触球轴承在偏载的作用下，内、外圈会产生很大的倾覆位移，内、外圈间的密封很难补偿倾覆位移量，最终会造成油脂泄露或海水进入到轴承腔体里,导致潮汐能发电机组变桨轴承的失效。

由此可见，如何能创设一种结构紧凑、体积小、承载性强且密封性能优良的潮汐能发电机组变桨轴承及应用该变桨轴承的潮汐能发电机组,实属当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种潮汐能发电机组变桨轴承，使其结构紧凑、体积小、承载性强，且不易发生倾覆位移，密封性能优良，从而克服现有的潮汐能发电机组变桨轴承体积大、承载力小、易发生倾覆位移，密封性能欠佳的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种潮汐能发电机组变桨轴承，包括内圈、外圈、以及设于内圈与外圈之间的滚动体，其中：所述内圈为具有变桨齿轮的齿圈，所述齿圈前端面上固定有叶片连接法兰；所述外圈包括外圈前段和外圈后段，所述外圈前段与叶片连接法兰之间设有动密封结构；所述滚动体包括两列大滚动体以及设置在所述两列大滚动体之间的一列小滚动体，其中所述两列大滚动体距轴承中心的距离相等，所述小滚动体距轴承中心的距离大于大滚动体距轴承中心的距离。

进一步地，所述第一列大滚动***于所述外圈前段与齿圈配合形成的滚道内，第二列大滚动***于所述外圈后段与齿圈配合形成的滚道内，一列小滚动***于所述外圈后段与齿圈配合形成的滚道内。

进一步地，所述外圈上设有用于向轴承腔体内通油的管道，所述管道包括用于进油的上油路和用于出油的下油路，其中，上油路的输入口通向所述第一列大滚动体所在的滚道，下油路的输出口从所述第二列大滚动体所在的滚道引出。

进一步地，所述动密封结构包括从前到后依次设置的多道密封圈，其中最前侧的第一道密封圈最接近海水。

进一步地，所述动密封结构包括从前到后依次设置的第一、二、三道唇形密封圈，其中第一、二道唇形密封圈C口朝前，为防水密封圈；第三道唇形密封圈C口朝后，为防油密封圈。

进一步地，所述第一道密封圈的前端紧固有环形压板。

进一步地，所述叶片连接法兰上设有与所述第一道密封圈的密封面相通的海水泄露报警孔。

进一步地，所述齿圈后端面与所述外圈后段的内端面之间设有防尘唇。

本实用新型还提供了利用上述变桨轴承的潮汐能发电机组，采用如下技术方案：

一种潮汐能发电机组，包括所述的变桨轴承。

一种潮汐能发电机组，包括所述的变桨轴承，还包括感压缸，所述海水泄露报警孔通过管路与所述感压缸连接。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型的潮汐能发电机组变桨轴承采用特定的三列滚动体的形式，能够保证在很小的外形尺寸下有很大的承载能力，体积更小，承载力更强，并降低了整个潮汐能发电机组的设计成本。并且，在偏载作用下，轴承内、外圈间不会发生倾覆位移，能够有效的保证轴承的密封性能。

(2)双油路设计，能够保证每一列滚道都能得到很好的润滑，保证了轴承的使用寿命。

(3)海水侧采用多道密封圈形成的动密封结构，优选采用三道唇型密封圈，一道防油，两道防水，密封效果好，且密封圈可拆卸设计，易于更换。

(4)设有用于感知海水泄露的海水泄露报警孔，在海水突破第一道密封圈，进入到轴承腔体之前能够及时发出报警信号，通知维护人员进行维护，避免灾难性破坏的发生。

(5)总体来说，本实用新型的潮汐能发电机组变桨轴承解决了水下变桨的所有功能性要求，能够完全适应海水下环境。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型潮汐能发电机组的变桨轴承结构示意图。

图2是本实用新型潮汐能发电机组的变桨轴承按图1中AA向的剖视图。

图3是图2中I部的放大图。

图4是本实用新型潮汐能发电机组的变桨轴承按图1中BB向的剖视图。

图5是图4中II部的放大图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种潮汐能发电机组变桨轴承及应用该变桨轴承的潮汐能发电机组。请参阅图1、2、4所示，所述变桨轴承包括内圈、外圈、以及设于内圈与外圈之间的滚动体。

其中，所述内圈为具有变桨齿轮3-1的齿圈3。齿圈3前端面上设有叶片连接螺栓孔3-2，用于固定叶片连接法兰4，齿圈3后端面与外圈后段1的内端面之间设有防尘唇9。

所述外圈包括外圈前段2和外圈后段1，所述外圈前段2与叶片连接法兰4之间设有动密封结构。所述动密封结构包括从前到后依次设置的多道密封圈，其中最前侧的第一道密封圈最接近海水。

所述滚动体包括两列大滚动体6以及设置在所述两列大滚动体6之间的一列小滚动体7，其中所述两列大滚动体6距轴承中心的距离相等，所述小滚动体7距轴承中心的距离大于大滚动体6距轴承中心的距离。

滚动体可以采用滚柱，每一列滚动体安放在外圈与内圈互相配合形成的滚道中。具体地，如图2中所示，可设置所述第一列大滚动体6位于外圈前段2与齿圈3配合形成的滚道内，第二列大滚动体6位于所述外圈后段1与齿圈3配合形成的滚道内，一列小滚动体7位于所述外圈后段1与齿圈3配合形成的滚道内。

采用上述三列滚柱的形式，能够保证在很小的外形尺寸下有很大的承载能力，体积更小，承载力更强，并降低了整个潮汐能发电机组的设计成本。此外，在偏载作用下，变桨轴承内、外圈间不会发生倾覆位移，能够有效的保证轴承的密封性能，适应海水下工作环境。

为保证每一列滚道都能得到很好的润滑，在外圈上设有用于向轴承腔体内通油的管道，具体而言，如图2中所示，所述管道包括用于进油的上油路和用于出油的下油路，其中，上油路的输入口通向所述第一列大滚动体6所在的滚道，下油路的输出口从所述第二列大滚动体6所在的滚道引出。其中，在外圈后段1中开设有上油路1-1、下油路1-2等，外圈前段2中开设有上油路2-1等，从而外圈前段2上有1个上油孔，外圈后段1上有3个上油孔和3个下油孔，装配时将对应油孔同心对齐。初始安装时在上油路和下油路中都注入油脂，运行时，在上油路安装自动润滑***，下油路安装废油搜集装置，形成一个油路循环。

请配合参阅图3、5所示，图中所示动密封结构为从前到后依次设置的第一、二、三道唇形密封圈8，其中第一、二道唇形密封圈8的C口朝前，为防水密封圈；第三道唇形密封圈8的C口朝后，为防油密封圈。在第一道唇形密封圈8的前端紧固有环形压板5，环形压板5通过锁紧螺钉5-1固定在外圈前段2上。通过上述设置实现既能有效的防止轴承腔体内部油脂溢出，又能有效的防止外界海水渗漏到轴承腔体里。

所述动密封结构设置在靠近海水侧，即装配在外圈前段2与叶片连接法兰4之间。进一步地，在所述叶片连接法兰4上开设与所述第一道密封圈的密封面相通的海水泄露报警孔4-1。装配时，将海水泄露报警孔4-1通过管路与潮汐能发电机组整机的感压缸连接，如此，当海水突破第一道唇形密封圈8进入海水泄露报警孔4-1时，能够及时发出报警信号，通知维护人员进行维护，避免灾难性破坏的发生。

实施时，装配潮汐能发电机组变桨轴承时，一定要按照如下步骤进行：

(1)将外圈后段1水平放置在装配平台上，再将单列大滚动体6和一列小滚动体7放置在外圈后段1的滚道内，确保滚道无金属铁屑等杂物。

(2)再将齿圈3水平放置在单列大滚动体6上和一列小滚动体7的内圆内，再在齿圈3的上滚道上放置另一列大滚动体6，一定要保持滚道的清洁，最后压上外圈前段2。

(3)将叶片连接法兰4安装到齿圈3上，必须保证叶片连接法兰4与齿圈3要同心配合。

(4)将一条唇形密封圈8唇口涂抹少量润滑脂，“C”口朝向齿轮侧安装到外圈前段2的密封圈安装槽内，采用同样工艺方法，将另一条唇形密封圈8贴紧该唇形密封圈8安装到外圈前段2的密封圈安装槽内，“C”口背对在先安装的唇形密封圈8，采用同样工艺再安装一条唇形密封圈8，“C”口方向同样背对第一次安装的唇形密封圈8，然后盖上环形压板5，确保环形压板5均匀压住唇形密封圈8，旋紧锁紧螺钉5-1。

(5)将防尘圈9安装到齿圈3的防尘唇安装槽，保证防尘圈9与外圈后段1内圆端面配合良好。

(6)安装完毕后，通过前述上油路(图2中外圈后段上油路1-1、外圈前段上油路2-1等3条上油路)和下油路(图2中外圈后段下油路1-2等3条下油路)向轴承腔体内注入油脂，通过轴承上、下油路能够将轴承腔体内部完全润滑，保证轴承运行寿命。

实施时，将潮汐能发电机组变桨轴承与机组组装时，按如下要求进行：

(1)机组的自动润滑***要与外圈上设置的油路管道相连接。

(2)叶片连接法兰4上的海水泄露报警孔4-1可与整机内的感压缸通过管路连接，当海水突破第一道唇形密封圈8时，海水会由海水报警孔4-1通过管路流入到整机的感压缸，感压缸有海水注入便会发出报警信号，通知现场维护人员更换密封圈，避免海水渗漏进轴承腔体。

由于采用了以上技术方案，采用上述变桨轴承的潮汐能发电机组，体积小，密封性能好，且可以实现海水泄露报警。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，包括内圈、外圈、以及设于内圈与外圈之间的滚动体，其中：

所述内圈为具有变桨齿轮的齿圈，所述齿圈前端面上固定有叶片连接法兰；

所述外圈包括外圈前段和外圈后段，所述外圈前段与叶片连接法兰之间设有动密封结构；

所述滚动体包括两列大滚动体以及设置在所述两列大滚动体之间的一列小滚动体，其中所述两列大滚动体距轴承中心的距离相等，所述小滚动体距轴承中心的距离大于大滚动体距轴承中心的距离。

2.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述第一列大滚动***于所述外圈前段与齿圈配合形成的滚道内，第二列大滚动***于所述外圈后段与齿圈配合形成的滚道内，一列小滚动***于所述外圈后段与齿圈配合形成的滚道内。

3.根据权利要求2所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述外圈上设有用于向轴承腔体内通油的管道，所述管道包括用于进油的上油路和用于出油的下油路，其中，上油路的输入口通向所述第一列大滚动体所在的滚道，下油路的输出口从所述第二列大滚动体所在的滚道引出。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述动密封结构包括从前到后依次设置的多道密封圈，其中最前侧的第一道密封圈最接近海水。

5.根据权利要求4所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述动密封结构包括从前到后依次设置的第一、二、三道唇形密封圈，其中第一、二道唇形密封圈C口朝前，为防水密封圈；第三道唇形密封圈C口朝后，为防油密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述第一道密封圈的前端紧固有环形压板。

7.根据权利要求4所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述叶片连接法兰上设有与所述第一道密封圈的密封面相通的海水泄露报警孔。

8.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电机组变桨轴承，其特征在于，所述齿圈后端面与所述外圈后段的内端面之间设有防尘唇。

9.一种潮汐能发电机组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的变桨轴承。

10.一种潮汐能发电机组，其特征在于，包括权利要求7所述的变桨轴承，还包括感压缸，所述海水泄露报警孔通过管路与所述感压缸连接。