CN116877570A - 一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球‑圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承及其装配方法，变桨轴承包括外圈、内圈和滚动体；所述外圈与风电机组的轮毂形成可拆卸式连接，所述内圈与风电机组的叶片形成可拆卸式连接，所述外圈和内圈互相配合，两者配合后形成有多个用于布置滚动体的滚道，所述滚动体布置于滚道中，其中，所述外圈包括第一外圈和第二外圈，所述滚动体包括球体、主推力滚子和辅推力滚子；本发明变桨轴承中的主推力滚子和辅推力滚子与滚道间的接触为线接触，使得轴承能够承受较大的倾覆力矩和轴向力；同时，球体与第一外圈、第二外圈和内圈之间形成点接触，在较大的倾斜下也不会导致产生边缘应力集中；且减少了球体的接触点的移动，进一步减少边缘受载。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组变桨轴承的技术领域，尤其是指一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承及其装配方法。
背景技术
轴承回转支撑结构的内外圈分别连接固定的部件以及旋转的部件。旋转的过程中内外圈中间有滚动体滚动，用以减小摩擦，同时传递外部的载荷。其中，来自外部的载荷包括径向力、轴向力和弯矩。行业公知，风电机组变桨轴承也属于回转支撑轴承，其主要承受来自叶轮的弯矩。
目前风力发电机组变桨轴承用到的回转支撑结构主要有以下两种形式：
一种为双排四点角接触球形式，相同重量下，此结构承载能力较低，不能承受较大的弯矩，滚动体容易切出滚道边缘；
另一种为三排圆柱滚子式，此结构抗弯矩，轴向力的能力较强；但径向承载能力较弱，且在承受弯矩的情况下，径向滚子倾斜，存在边缘应力集中风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承及其装配方法，变桨轴承中的主推力滚子和辅推力滚子与滚道间的接触为线接触，使得轴承能够承受较大的倾覆力矩和轴向力；球体与第一外圈、第二外圈和内圈之间形成点接触，减少边缘应力集中风险。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，包括外圈、内圈和滚动体；其中，所述外圈与风电机组的轮毂形成可拆卸式连接，所述内圈与风电机组的叶片形成可拆卸式连接，所述外圈和内圈互相配合，两者配合后形成有多个用于布置滚动体的滚道，所述滚动体布置于滚道中。
进一步，所述外圈包括第一外圈和第二外圈；所述第一外圈与第二外圈上下叠置并形成可拆卸式连接。
进一步，所述滚动体包括球体、主推力滚子和辅推力滚子；所述主推力滚子和辅推力滚子分别布置于两个滚道中，并分别位于第一外圈与内圈之间以及第二外圈与内圈之间，且所述主推力滚子和辅推力滚子均与其所放置的滚道之间形成线接触；所述球体布置于一个滚道中，并位于主推力滚子和辅推力滚子之间，且与第一外圈、第二外圈和内圈之间形成有四个接触点。
进一步，所述球体为钢球。
进一步，所述放置球体的滚道的圆弧半径为球体半径的1.05-1.07倍。
进一步，所述主推力滚子和辅推力滚子均为圆柱滚子。
进一步，所述第一外圈、第二外圈和风电机组的轮毂之间通过轮毂螺栓及螺母形成可拆卸式连接。
进一步，所述滚道的硬度为58-62HRC。
进一步，所述内圈通过叶根螺栓和叶根螺母与风电机组的叶片形成可拆卸式连接。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种上述的球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承的装配方法，包括以下步骤：
S1、设有一个支撑台，该支撑台上具有两个分别用于设置主推力滚子和球体的槽口，在用于设置主推力滚子的槽口中排布主推力滚子；
S2、完成排布主推力滚子后安装内圈，使内圈与支撑台的两个槽口之间形成有分别与主推力滚子以及球体配合的滚道，其中支撑台设有一个与球体配合的滚道连通的缺口；
S3、旋转内圈，在旋转过程中将球体通过缺口逐个装入滚道；
S4、完成球体的安装后，将辅推力滚子安装在与内圈配合的位置中，再将第二外圈与内圈装配，此时第二外圈叠置在支撑台的上方；
S5、使用多组螺栓组件穿插固定第二外圈及支撑台，该多组螺栓组件沿第二外圈的圆周均布，得到完成初步安装的工装；
S6、翻转工装，使支撑台位于第二外圈的上方，拆除螺栓组件和支撑台；
S7、将第一外圈与内圈装配，并使用多组连接螺栓穿插固定第一外圈和第二外圈，多组连接螺栓沿第一外圈圆周均布。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本发明变桨轴承中的主推力滚子和辅推力滚子与滚道间的接触为线接触，使得轴承能够承受较大的倾覆力矩和轴向力；同时，球体与第一外圈、第二外圈和内圈之间形成有四个接触点，在内外圈受力相对倾斜后，球体的接触点发生移动，在较大的倾斜下也不会导致产生边缘应力集中；且由于径向载荷和存在，使得球体接触点移动的方向和倾覆力矩引起的接触点移动的方向相反，减少了球体的接触点的移动，进一步减少边缘受载的可能。
附图说明
图1为变桨轴承的结构剖视图。
图2为球体与第一外圈、第二外圈和内圈之间的装配结构图。
图3为变桨轴承的结构俯视图。
图4为支撑台与内圈配合的结构剖视图。
图5为完成初步安装的工装的结构剖视图。
图6为翻转工作的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图1至图3所示，本实施例提供了球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，包括第一外圈1、第二外圈5、内圈12、球体3、主推力滚子2和辅推力滚子4；
其中，所述第一外圈1、第二外圈5和风电机组的轮毂6之间通过轮毂螺栓10及螺母9形成可拆卸式连接，所述内圈12通过叶根螺栓7和叶根螺母11与风电机组的叶片8形成可拆卸式连接，所述第一外圈1与第二外圈5上下叠置，所述内圈12与第一外圈1和第二外圈5互相配合，三者配合后形成有三个分别用于布置球体3、主推力滚子2和辅推力滚子4的滚道，所述滚道的硬度为58-62HRC。
所述主推力滚子2和辅推力滚子4均为圆柱滚子，所述主推力滚子2和辅推力滚子4分别布置于两个滚道中，并分别位于第一外圈1与内圈12之间以及第二外圈5与内圈12之间，且所述主推力滚子2和辅推力滚子4均与其所放置的滚道之间形成线接触；所述球体3为钢球，布置于一个滚道中，并位于主推力滚子2和辅推力滚子4之间，且与第一外圈1、第二外圈5和内圈12之间形成有四个接触点，接触角取35度到45度，所述放置球体3的滚道的圆弧半径为球体3半径的1.05-1.07倍。
实施例2
本实施例公开了实施例1所述的球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承的装配方法，包括以下步骤：
S1、设有一个支撑台，该支撑台上具有两个分别用于设置主推力滚子和球体的槽口，在用于设置主推力滚子的槽口中排布主推力滚子；
S2、参见图4所示，完成排布主推力滚子后安装内圈12，使内圈12与支撑台13的两个槽口之间形成有分别与主推力滚子以及球体3配合的滚道，其中支撑台13设有一个与球体配合的滚道连通的缺口14；
S3、旋转内圈12，在旋转过程中将球体3通过缺口14逐个装入滚道；
S4、完成球体3的安装后，将辅推力滚子安装在与内圈12配合的位置中，再将第二外圈5与内圈12装配，此时第二外圈5叠置在支撑台13的上方；
S5、使用6-8组螺栓组件15穿插固定第二外圈5及支撑台13，该6-8组螺栓组件15沿第二外圈5的圆周均布，得到完成初步安装的工装，参见图5所示；
S6、参见图6所示，翻转工装，使支撑台13位于第二外圈5的上方，拆除螺栓组件15和支撑台13；
S7、将第一外圈与内圈装配，并使用8-12组连接螺栓穿插固定第一外圈和第二外圈，8-12组连接螺栓沿第一外圈圆周均布。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：包括外圈、内圈和滚动体；其中，所述外圈与风电机组的轮毂形成可拆卸式连接，所述内圈与风电机组的叶片形成可拆卸式连接，所述外圈和内圈互相配合，两者配合后形成有多个用于布置滚动体的滚道，所述滚动体布置于滚道中。
2.根据权利要求1所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述外圈包括第一外圈和第二外圈；所述第一外圈与第二外圈上下叠置并形成可拆卸式连接。
3.根据权利要求2所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述滚动体包括球体、主推力滚子和辅推力滚子；所述主推力滚子和辅推力滚子分别布置于两个滚道中，并分别位于第一外圈与内圈之间以及第二外圈与内圈之间，且所述主推力滚子和辅推力滚子均与其所放置的滚道之间形成线接触；所述球体布置于一个滚道中，并位于主推力滚子和辅推力滚子之间，且与第一外圈、第二外圈和内圈之间形成有四个接触点。
4.根据权利要求3所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述球体为钢球。
5.根据权利要求3所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述放置球体的滚道的圆弧半径为球体半径的1.05-1.07倍。
6.根据权利要求3所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述主推力滚子和辅推力滚子均为圆柱滚子。
7.根据权利要求2所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述第一外圈、第二外圈和风电机组的轮毂之间通过轮毂螺栓及螺母形成可拆卸式连接。
8.根据权利要求1所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述滚道的硬度为58-62HRC。
9.根据权利要求1所述的一种球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承，其特征在于：所述内圈通过叶根螺栓和叶根螺母与风电机组的叶片形成可拆卸式连接。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的球-圆柱滚子组合的风电机组变桨轴承的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设有一个支撑台，该支撑台上具有两个分别用于设置主推力滚子和球体的槽口，在用于设置主推力滚子的槽口中排布主推力滚子；
S2、完成排布主推力滚子后安装内圈，使内圈与支撑台的两个槽口之间形成有分别与主推力滚子以及球体配合的滚道，其中支撑台设有一个与球体配合的滚道连通的缺口；
S3、旋转内圈，在旋转过程中将球体通过缺口逐个装入滚道；
S4、完成球体的安装后，将辅推力滚子安装在与内圈配合的位置中，再将第二外圈与内圈装配，此时第二外圈叠置在支撑台的上方；
S5、使用多组螺栓组件穿插固定第二外圈及支撑台，该多组螺栓组件沿第二外圈的圆周均布，得到完成初步安装的工装；
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S7、将第一外圈与内圈装配，并使用多组连接螺栓穿插固定第一外圈和第二外圈，多组连接螺栓沿第一外圈圆周均布。
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