[發(fā)明專利]風(fēng)輪機(jī)和風(fēng)輪機(jī)的變槳軸承

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110084930.6
• 申請(qǐng)日: 2011-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN102207058A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·L·安諾生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): F03D11/00
• 分類號(hào): F03D11/00;F03D1/06;F16C19/18;F16C19/50;F16C35/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)輪機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括通過至少一個(gè)變槳軸承連接到轉(zhuǎn)子軸轂上的至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述至少一個(gè)變槳軸承包括至少一個(gè)外環(huán)，至少一個(gè)中心環(huán)和至少一個(gè)內(nèi)環(huán)。本發(fā)明還涉及用于風(fēng)輪機(jī)的變槳軸承。

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)塔架和被置于塔架頂部的風(fēng)輪機(jī)機(jī)艙。具有三個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過低速軸連接到機(jī)艙上，如圖1所示。

現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)通過使葉片向來風(fēng)中和向來風(fēng)外變槳(俯仰)而控制轉(zhuǎn)子上的載荷。葉片被偏轉(zhuǎn)以優(yōu)化輸出或保護(hù)風(fēng)輪機(jī)不會(huì)破壞性的超載。

為了實(shí)現(xiàn)該偏轉(zhuǎn)，每個(gè)葉片被提供有變槳裝置，其包括軸轂和葉片之間的變槳軸承，和某一類型的機(jī)構(gòu)，多數(shù)通常還包括液壓缸或電動(dòng)機(jī)，用以提供偏轉(zhuǎn)葉片和將其保持在指定位置上的力。此變槳裝置典型地使每個(gè)葉片繞它們的縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)至少60°。

隨著現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)尺寸的增加，作用在構(gòu)成風(fēng)輪機(jī)的大部分不同部件上的載荷也增大。特別地，由于增大的葉片尺寸和風(fēng)輪機(jī)的總功率輸出，作用在變槳裝置上的載荷被大大增加了。

從歐洲專利申請(qǐng)EP?1?741?943?A2中已知，使用三環(huán)軸承作為風(fēng)輪機(jī)軸承。但是，當(dāng)軸承承受大軸向載荷時(shí)三環(huán)軸承的內(nèi)和外環(huán)具有向外和遠(yuǎn)離中心環(huán)偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。當(dāng)固定內(nèi)和外環(huán)時(shí)，例如，環(huán)的底端抵靠著轉(zhuǎn)子軸轂，則環(huán)的上端比底端偏轉(zhuǎn)得更大。三環(huán)軸承通常在中心環(huán)與外和內(nèi)環(huán)的第一環(huán)之間提供有至少兩列滾動(dòng)元件并且在中心環(huán)與外和內(nèi)環(huán)的第二環(huán)之間提供有至少一列滾動(dòng)元件，以保證借助于盡可能許多的接觸表面在環(huán)之間傳遞大軸向載荷，同時(shí)考慮重量、費(fèi)用和制造。但是，如果軸承環(huán)的一端比另一端偏轉(zhuǎn)得多，載荷就不能在這至少兩列滾動(dòng)元件之間均勻分布。也就是，軸承承載越重，載荷在這至少兩列滾動(dòng)元件之間分布越不平均。

在EP?1?741?943?A2中，通過借助于支撐部分在其接觸表面附近支撐外環(huán)或者通過增加遠(yuǎn)離接觸表面延伸的環(huán)的厚度而加固外環(huán)，試圖解決此問題。但是，支撐外環(huán)需要與支撐部分緊密配合，因此增加了外環(huán)和支撐部分的制造成本，并且安裝和拆除軸承相當(dāng)困難。加固環(huán)以補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)將大大增加環(huán)的重量和成本。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)了載荷分布的風(fēng)輪機(jī)變槳軸承設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種風(fēng)輪機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線并且還包括通過至少一個(gè)變槳軸承連接到轉(zhuǎn)子軸轂上的至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片。所述至少一個(gè)變槳軸承包括至少一個(gè)外環(huán)，至少一個(gè)中心環(huán)和至少一個(gè)內(nèi)環(huán)。

所述至少一個(gè)變槳軸承還包括第一滾動(dòng)元件結(jié)構(gòu)和第二滾動(dòng)元件結(jié)構(gòu)，第一滾動(dòng)元件結(jié)構(gòu)包括被設(shè)置于中心環(huán)與內(nèi)環(huán)和外環(huán)的第一環(huán)之間的滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)分開的列，第二滾動(dòng)元件結(jié)構(gòu)包括被設(shè)置于中心環(huán)與內(nèi)環(huán)和外環(huán)的第二環(huán)之間的至少一列滾動(dòng)元件。

所述滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)彼此分開的列的第一列被置于距轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線第一列距處，而所述滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)彼此分開的列的第二列被置于距轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線第二列距處，并且第一列距小于第二列距。

第一環(huán)包括支撐部分，支撐部分包括大體面對(duì)中心環(huán)的支撐面和大體背對(duì)中心環(huán)的背面，所述滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)彼此分開的列被抵靠著支撐面支撐。

接觸表面部分從背面突伸，接觸表面部分包括接觸面，其沿大致軸向方向大體面向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線，接觸面被朝向相應(yīng)的軸轂接觸表面固定。

接觸面被置于距轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線接觸面距離處，并且第一列距小于接觸面距離。

為支撐部分提供接觸表面部分是具有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)槠渚植吭黾恿溯S承環(huán)的剛性，因此能夠更好地控制軸承環(huán)的局部偏轉(zhuǎn)程度。

另外，通過將接觸表面部分置于支撐部分上，使得接觸表面部分的接觸面比滾動(dòng)元件的第一列更遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子豎直軸線是具有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)檫@樣的軸承環(huán)設(shè)計(jì)保證了支撐部分在滾動(dòng)元件的第一列處比在滾動(dòng)元件的第二列處撓性更大，因此軸承環(huán)在滾動(dòng)元件的第一列處能夠更容易偏轉(zhuǎn)，以便在前面關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的變槳軸承解釋的偏轉(zhuǎn)得到更好地平衡，因此保證載荷在滾動(dòng)元件的兩個(gè)列之間更好地分布。

更進(jìn)一步地，通過在從支撐部分的背側(cè)突伸的接觸表面部分中提供軸承環(huán)安裝部(fixation)也是具有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)槠淠軌蚴馆S承環(huán)安裝部更遠(yuǎn)離滾動(dòng)元件的列移動(dòng)，以便軸承安裝部對(duì)軸承偏轉(zhuǎn)的影響更小，并且借助于其剛性更容易控制軸承環(huán)的偏轉(zhuǎn)。

應(yīng)理解，術(shù)語“接觸面被朝向相應(yīng)的軸轂接觸表面固定”包括接觸面被直接抵靠著軸轂接觸表面固定，或者接觸面通過與軸承和軸轂都分開形成的某一中間額外零件間接抵靠著軸轂接觸表面固定。