CN101818762B - 同轴连接小角度转动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同轴连接小角度转动轴承，其技术方案为：在内圈的外周壁上均匀凸设有内圈凸起，相邻的内圈凸起之间形成内圈缺口，在外圈的内周壁上均匀凹设有与内圈凸起形状对应的外圈缺口，相邻的外圈缺口之间形成外圈凸起；内圈凸起、外圈凸起与外圈缺口、内圈缺口对应装配，内圈凸起、外圈凸起的尺寸小于外圈缺口、内圈缺口的尺寸，外圈与内圈能够在一定角度内相对转动；在内圈凸起上开设有内圈固定孔，在外圈凸起上开设有外圈固定孔，内圈固定孔与外圈固定孔的中心在同一圆周上。本发明结构巧妙合理，能够在叶片及轮毂都不更换的前提下，将定桨距风力发电机组改装为变桨距风力发电机组，大大提高发电效率，并且改装方便，成本低廉。

Description

同轴连接小角度转动轴承

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种能够将现有的定桨距风力发电机组改装为变桨距风力发电机组的同轴连接小角度转动轴承。

背景技术

随着能源与环境的压力增加，清洁可再生的新能源近年受到普遍重视。在各类绿色能源中，风能是前景潜力巨大的可再生能源之一，其使用清洁，成本较低，取用不尽。风力发电具有装机容量增长空间大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等优势。而且风力发电技术相对比较成熟，并且最具有大规模商业开发条件、成本相对较低。利用风能发电日益受到关注并展现出广阔的成长空间。中国风能丰富，风力发电装备制造业具有广阔的市场空间和光明的前景。

目前，风力发电机组主要有定桨距和变桨距之分，定桨距风力发电机组目前占据主导地位，其主要结构特点是：桨叶与轮毂的连接是固定的，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。这一特点给定桨距风力发电机组提出了两个必须解决的问题：(1)、当风速高于风轮的设计点风速即额定风速时，桨叶必须能够自动地将功率限制在额定值附近，因为风力机上所有材料的物理性能是有限度的。桨叶的这一特性被称为自动失速性能。(2)、季节以及昼夜的变化也对其发电产生影响。在冬季由于空气密度大，使发电机过功率工作，而在夏天由于空气密度小，发电机出现欠功率工作的状况。(3)、运行中的风力发电机组在突然失去电网(突甩负载)的情况下，桨叶自身必须具备制动能力，使风力发电机组能够在大风情况下安全停机。对于大型风力发电机组来说，容易对整机结构强度产生严重的影响。

变桨距风力发电机组是指整个叶片绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角在一定范围内变化，以便调节输出功率不超过设计容许值。在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组结构中受力小，可以保证机组运行的安全可靠性。变桨距叶片一般叶宽小，叶片轻，机头质量比失速机组小，不需很大的刹车，启动性能好。在低空气密度地区仍可达到额定功率，在额定风速之后，输出功率可保持相对稳定，保证较高的发电量。变桨距风力发电机组能够显著提高发电量，是大型风力发电机组中将会普遍采用变桨距技术。

如果能够将现有的大量的定桨距风力发电机组改装为变桨距动力发电机组，就可以大大提高发电效率。这种改装显然需要用到轴承结构，普通的轴承一般是由能够相对转动的外圈与内圈组成，外圈与内圈的尺寸不同。而定桨距风力发电机组中的叶片与轮毂之间是采用螺栓直接连接，叶片及轮毂上的安装孔是一一对应的，显然地，在叶片及轮毂都不更换的前提下，采用普通的轴承是无法将轴承的外圈、内圈与风力发电机组的叶片、轮毂分别连接的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构巧妙合理的同轴连接小角度转动轴承，该轴承总成能够在叶片及轮毂都不更换的前提下，将现有的定桨距风力发电机组改装为变桨距风力发电机组，大大提高发电效率，并且改装方便，成本低廉。

按照本发明提供的技术方案，所述同轴连接小角度转动轴承包括有同轴心设置的外圈、内圈以及若干个嵌置于外圈与内圈之间的滚动体，其特征在于，在内圈的外周壁上均匀凸设有内圈凸起，相邻的内圈凸起之间形成内圈缺口，在外圈的内周壁上均匀凹设有与内圈凸起形状对应的外圈缺口，相邻的外圈缺口之间形成外圈凸起；内圈凸起、外圈凸起与外圈缺口、内圈缺口对应装配，内圈凸起、外圈凸起的尺寸小于外圈缺口、内圈缺口的尺寸，外圈与内圈能够在一定角度内相对转动；在内圈凸起上开设有内圈固定孔，在外圈凸起上开设有外圈固定孔，内圈固定孔与外圈固定孔的中心在同一圆周上。

作为本发明的进一步改进，在外圈的内周壁和内圈的外周壁上分别凹设有与滚动体相对应的滚槽，滚动体嵌置于滚槽内。

作为本发明的进一步改进，所述滚动体采用滚珠或者滚柱。

作为本发明的进一步改进，所述内圈凸起、外圈凸起以及外圈缺口、内圈缺口的形状为矩形、梯形或锥形。

作为本发明的进一步改进，所述内圈与外圈的转动角度大于等于2°。

作为本发明的进一步改进，所述内圈固定孔、外圈固定孔为沉头固定孔。

本发明的优点在于：

(1)、结构简单巧妙，在叶片及轮毂都不更换的前提下，叶片通过其上的原有连接孔与轴承总成上的内圈固定孔或外圈固定孔连接，而轮毂与轴承总成上的另一个固定孔连接，从而实现了定桨距风力发电机组到变桨距风力发电机组的改装，大大提高发电效率，并且改装方便，成本低廉。

(2)、通过改变内圈凸起、外圈凸起以及外圈缺口、内圈缺口的尺寸，可以灵活调整内圈与外圈的转动角度，满足不同的改装要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视情况之一。

图3为图1的A-A剖视情况之二。

图4为图2中的B部放大示意图。

附图标记说明：1-外圈、2-内圈、3-滚动体、4-内圈凸起、5-内圈缺口、6-外圈缺口、7-外圈凸起、8-内圈固定孔、9-外圈固定孔、10-滚槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明主要由同轴心设置的外圈1、内圈2以及若干个嵌置于外圈1与内圈2之间的滚动体3组成。在外圈1的内周壁和内圈2的外周壁上分别凹设有与滚动体3相对应的滚槽10，滚动体3嵌置于滚槽10内，可以有效提高轴承总成的强度及安全性。所述的滚动体3可以根据具体情况采用滚珠或者滚柱，如在风向比较复杂、叶片变向比较频繁的情况下，滚动体3可以采用滚珠，这种结构的灵活性较好；而在风向比较稳定、叶片变向较少的情况下，滚动体3可以采用滚柱，这种结构的承载能力相对较大。在内圈2的外周壁上均匀凸设有内圈凸起4，相邻的内圈凸起4之间形成内圈缺口5；在外圈1的内周壁上均匀凹设有与内圈凸起4形状对应的外圈缺口6，相邻的外圈缺口6之间形成外圈凸起7；内圈凸起4、外圈凸起7与外圈缺口6、内圈缺口5对应装配，内圈凸起4、外圈凸起7的尺寸小于外圈缺口6、内圈缺口5的尺寸，外圈1与内圈2能够在一定角度内相对转动。所述内圈凸起4、外圈凸起7以及外圈缺口6、内圈缺口5的形状可以为矩形、梯形或锥形；另外，由于变桨距风力发电机组中叶片的调整角度并不太大，一般在2°以上就可以满足要求，所以本发明的内圈2与外圈1的转动角度应大于等于2°，转动角度的调整可以通过改变内圈凸起4、外圈凸起7以及外圈缺口6、内圈缺口5的尺寸来实现。在内圈凸起4上开设有内圈固定孔8，在外圈凸起7上开设有外圈固定孔9，内圈固定孔8与外圈固定孔9的中心在同一圆周上，以便于与叶片及轮毂分别连接固定。

具体安装时，将原有的定桨距风力发电机组的叶片及轮毂拆开，叶片和轮毂分别通过其上的原有连接孔与本发明的内圈固定孔8或外圈固定孔9利用螺栓连接固定，从而实现了定桨距风力发电机组到变桨距风力发电机组的改装；所述内圈固定孔8、外圈固定孔9优选设置为沉头固定孔，沉头固定孔可以提供足够的预紧力，提高叶片、轮毂与轴承之间的连接强度，提高风力发电机组的安全性。

Claims (6)

1. 同轴连接小角度转动轴承，包括有同轴心设置的外圈（1）、内圈（2）以及若干个嵌置于外圈（1）与内圈（2）之间的滚动体（3），其特征在于，在内圈（2）的外周壁上均匀凸设有内圈凸起（4），相邻的内圈凸起（4）之间形成内圈缺口（5），在外圈（1）的内周壁上均匀凹设有与内圈凸起（4）形状对应的外圈缺口（6），相邻的外圈缺口（6）之间形成外圈凸起（7）；内圈凸起（4）、外圈凸起（7）与外圈缺口（6）、内圈缺口（5）对应装配，内圈凸起（4）的尺寸小于外圈缺口（6）的尺寸，外圈凸起（7）的尺寸小于内圈缺口（5）的尺寸，外圈（1）与内圈（2）能够在一定角度内相对转动；在内圈凸起（4）上开设有内圈固定孔（8），在外圈凸起（7）上开设有外圈固定孔（9），内圈固定孔（8）与外圈固定孔（9）的中心在同一圆周上。

2.如权利要求1所述的同轴连接小角度转动轴承，其特征还在于，在外圈（1）的内周壁和内圈（2）的外周壁上分别凹设有与滚动体（3）相对应的滚槽（10），滚动体（3）嵌置于滚槽（10）内。

3.如权利要求1所述的同轴连接小角度转动轴承，其特征还在于，所述滚动体（3）采用滚珠或者滚柱。

4.如权利要求1所述的同轴连接小角度转动轴承，其特征还在于，所述内圈凸起（4）、外圈凸起（7）以及外圈缺口（6）、内圈缺口（5）的形状为矩形、梯形或锥形。

5.如权利要求1所述的同轴连接小角度转动轴承，其特征还在于，所述内圈（2）与外圈（1）的转动角度大于等于2°。

6.如权利要求1所述的同轴连接小角度转动轴承，其特征还在于，所述内圈固定孔（8）、外圈固定孔（9）为沉头固定孔。