[發明專利]一種風力發電機主軸調心滾子軸承及其設計方法

有效

• 申請號: 201210102961.4
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102619875A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 于良峰;周傳海;呂超;葛春麗;李剛強
• 申請（專利權）人: 濟南軌道交通裝備有限責任公司
• 主分類號: F16C23/08
• 分類號: F16C23/08;F16C33/58;F16C33/66;F16C35/04
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及一種風力發電機主軸調心滾子軸承及其設計方法，更具體的說，尤其涉及一種應用于兆瓦級風電機組上的兩滾子不相等的風力發電機主軸調心滾子軸承及其設計方法。

背景技術

風能資源作為一種清潔的可再生能源，在全世界廣泛存在，資源豐富，取之不竭，用之環保。風能發電因此具有安全、清潔的特點，可為人類提供長期穩定的能源供應。目前，主要發達國家、發展中國家，都已經將發展風能發電技術作為國策和應對新世紀能源挑戰的重要手段。

傳動鏈是風力發電機組的核心部分，而主軸軸承是支撐傳動鏈正常運轉的關鍵部件，主軸軸承性能直接決定風電機組運行的可靠性，主軸軸承的設計是傳動鏈設計的重要組成部分。調心滾子軸承具有承載能力強，制造簡單，裝配工藝性好的特點，目前，商業運行的兆瓦級風電機組多采用雙列球面滾子軸承形式，并且兩列滾子規格相同，但是，由于風電機組均為水平軸機組，在機組運行過程中，風輪受到的推力極大，該推力載荷則全部由主軸軸承承擔。由于雙列調心滾子軸承本身的設計特點，在上風向收到推力時，下風向側的滾子受載遠大于上風向側，根據現場測試，兩列滾子的受力差別至少在3倍以上，前后兩列滾子受力不均衡性，后排滾子及其滾道的磨損較為嚴重，嚴重影響了機組的使用壽命。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種應用于兆瓦級風電機組上的兩滾子不相等的風力發電機主軸調心滾子軸承及其設計方法。

本發明的風力發電機主軸調心滾子軸承，風力發電機包括接受風能的風輪、用于傳遞動力的主軸以及設置于主軸上的軸承座組成，軸承座組成包括起承載作用的調心滾子軸承，調心滾子軸承包括軸承外圈、軸承內圈和兩排滾子；其特征在于：調心滾子軸承上靠近風輪側的一排滾子的長度小于另一排滾子的長度。主軸用于將風輪的轉動傳遞到齒輪箱的輸入端，調心滾子軸承設置在軸承座組成上，保證主軸能夠自由轉動。由于調心滾子軸承不僅受壓力作用，還受由風輪產生的強大推力作用，致使遠離風輪端的一排滾子極易磨損；因此將遠離風輪側的滾子長度設計為大于另一排滾子的長度，可有效增加整個調心滾子軸承的耐磨性能，延長使用壽命。

本發明的風力發電機主軸調心滾子軸承，所述軸承內圈上設置的與兩排滾子相配合滾道寬度不等，與大尺寸滾子相配合的滾道寬度大于與小尺寸滾子相配合的滾道寬度。兩排滾子的尺寸不相等，易于加工出與滾子長度相適應的滾道。

本發明的風力發電機主軸調心滾子軸承，所述軸承外圈上設置有潤滑油槽，潤滑油槽偏向小尺寸滾子的一側。潤滑油槽設置于兩排滾子之間的軸承外圈上。

本發明的風力發電機主軸調心滾子軸承，所述軸承座組成還包括軸承端蓋、軸承座、密封圈和密封支撐圈；軸承座位于調心滾子軸承的外圍，軸承端蓋、密封圈和密封支撐圈位于調心滾子軸承的兩側。

本發明的風力發電機主軸調心滾子軸承的設計方法，風力發電機包括風輪、起增速作用的齒輪箱以及用于連接風輪與齒輪箱的主軸，調心滾子軸承設置于主軸上，調心滾子軸承上靠近風輪側的滾子長度小于靠近齒輪箱側的滾子長度；其特征在于，軸承設計方法包括以下步驟：a.建立坐標系，以風輪與主軸的交點為原點建立豎直平面內的二維坐標系，該坐標系是不隨風輪轉動的靜止坐標系；b.計算主軸在坐標原點處的受力，設????????????????????????????????????????????????為由風輪所受推力產生的作用力，為由風輪和主軸部件的重力產生的作用力，根據公式計算出的大小；

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