[發(fā)明專利]風(fēng)輪機(jī)俯仰軸承及其使用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580050985.8
• 申請日: 2005-07-05
• 公開（公告）號: CN101263300A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·貝奇;G·馬登
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 馬江立;吳鵬

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序所述的風(fēng)輪機(jī)及其使用。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中已知的風(fēng)輪機(jī)包括風(fēng)輪機(jī)塔架和位于塔架頂部的風(fēng)輪機(jī)引擎艙。在引擎艙上通過低速軸連接帶由三個風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子，該低速軸從前面伸出到引擎艙外，如圖1所示。

現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)通過使葉片俯仰進(jìn)入或離開來風(fēng)以控制轉(zhuǎn)子上的載荷。使葉片俯仰以使輸出最佳，并保護(hù)風(fēng)輪機(jī)免受過載損壞。

為進(jìn)行俯仰，每個葉片都具有位于輪轂和葉片之間的俯仰軸承，以及某種通常是液壓缸的裝置，以提供使葉片俯仰的力并使其保持在規(guī)定位置。這種俯仰裝置使每個葉片都能繞它們的縱向軸線轉(zhuǎn)動近似90°。

隨著現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)逐漸變大，葉片上的風(fēng)力載荷也變得越大，且由于葉片和輪轂都在變大，所以它們變得比較柔軟和撓性。這些事實(shí)使俯仰軸承成為轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵部件，因為它們能將風(fēng)負(fù)荷力產(chǎn)生的力矩傳送到輪轂上，而同時能使葉片能自由且精確地旋轉(zhuǎn)。

為了保證做到這點(diǎn)，明顯的解決方案是簡單地將俯仰軸承制得更大，但軸承滾珠幾乎已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)上可以采用的極限，因此更大的滾珠在經(jīng)濟(jì)上不利。此外，環(huán)尺寸隨著滾珠尺寸增加而增加，因而顯著增加了滾珠的成本和重量。

另一種解決方案是使葉片具有一個以上間隔開的軸承，如例如DE3415428?A1和US?4,668,109中所示出的。這是有利的，因為它能用較小的軸承來傳輸力矩。但這種設(shè)計需要較大的空間并且要求高的剛度，因而增加了輪轂和葉片二者的成本和重量。

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種沒有上述缺點(diǎn)的大型現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)俯仰軸承。

特別地，本發(fā)明的目的是提供成本和重量都低的風(fēng)輪機(jī)俯仰軸承，所述軸承可以在不減少軸承耐久性或功能性的情況下將葉片上或來自葉片的載荷傳輸?shù)捷嗇炆稀?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種風(fēng)輪機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)包括至少兩個俯仰(pitch)控制式風(fēng)輪機(jī)葉片。每個葉片都包括一個或多個俯仰軸承和俯仰控制裝置，所述俯仰軸承包括兩個或多個軸承圈，所述俯仰控制裝置用于通過軸承使葉片俯仰。所述葉片通過俯仰軸承安裝在輪轂上，其特征在于，所述一個或多個俯仰軸承包括分開的撓性(柔性)增強(qiáng)裝置以用于控制軸承中的載荷。

提供帶有分開的(獨(dú)立的)撓性增強(qiáng)裝置的俯仰軸承是有利的，因為即使軸承圈由于葉片上或來自葉片的載荷而扭曲(歪曲)，撓性增強(qiáng)裝置也能保證軸承的耐久性和功能性。因而軸承可以在重量或成本不增加很多的情況下傳送更大的力矩或載荷。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“輪轂”應(yīng)理解為葉片固定于其上的風(fēng)輪機(jī)部分。因此，術(shù)語“輪轂”還包括搖擺式裝置，在搖擺式風(fēng)輪機(jī)中葉片固定在該搖擺式裝置上。

在本發(fā)明的一個方面中，所述軸承包括兩排滾動元件。

滾動元件的排數(shù)越多，軸承的使用壽命和功能性對軸承圈的扭曲就越敏感。因此，有利的是提供一種包括兩排帶有分開的撓性增強(qiáng)裝置的滾動元件的軸承。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“滾動元件”應(yīng)理解為軸承的任何形式的滾動部分，如滾珠、滾柱、滾針等。

在本發(fā)明一個方面中，所述軸承包括三排或多排滾動元件。

由此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利的實(shí)施例。

在本發(fā)明的一個方面中，所述軸承包括一個或多個第一和一個或多個第二分開的撓性增強(qiáng)裝置。

通過提供既具有第一又具有第二分開的撓性增強(qiáng)裝置的軸承，該軸承變得更有撓性。這是有利的，因為即使軸承圈扭曲，它也能保證軸承的耐久性和功能性。

在本發(fā)明的一個方面中，所述分開的撓性增強(qiáng)裝置從所述軸承圈的載荷傳輸表面移位。

有利的是，將分開的撓性增強(qiáng)裝置遠(yuǎn)離滾動元件在其上滾動的軸承圈表面安放，因為這可使分開的撓性增強(qiáng)裝置的設(shè)計更簡單，并使撓性增強(qiáng)裝置能給軸承提供更多的撓性。

在本發(fā)明的一個方面中，所述一個或多個軸承圈的至少其中之一包括用于葉片固定裝置如螺釘、螺栓、螺柱或鉚釘?shù)耐住?/p>

軸承圈中的一個或多個包括通孔是有利的，因為這可利用簡單的方式固定軸承。

在本發(fā)明的一個方面中，所述軸承包括三個軸承圈。

包括三個軸承圈的軸承總是包括至少兩排滾動元件。滾動元件的排數(shù)越多，軸承耐久性和功能性對軸承圈的扭曲就越敏感。因此，有利的是，使包括三個軸承圈的軸承具有分開的撓性增強(qiáng)裝置。

在本發(fā)明的一個方面中，所述分開的撓性增強(qiáng)裝置包括至少一個角度補(bǔ)償裝置。

即使軸承圈中的一個或多個扭曲并因此不完全對準(zhǔn)，角度補(bǔ)償裝置也可使載荷從一個軸承圈傳送到另一個軸承圈。因此，角度補(bǔ)償裝置有利的，因為它們增加了軸承撓性。