CN102588429A - 风力涡轮机叶片轴承 - Google Patents

风力涡轮机叶片轴承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力涡轮机叶片轴承（20）。它包括可连接到风力涡轮机转子叶片（5）的第一圈环（10）、可连接到轮毂（4）的第二圈环（11）以及用于在所述第一圈环（10）和所述第二圈环（11）之间传递力的多个元件（17）。所述第二圈环（11）包括多个剪切销（18），用于将所述第二圈环（11）另行连接到所述轮毂（4）。

Description

风力涡轮机叶片轴承
技术领域
本发明涉及风力涡轮机叶片轴承、风力涡轮机轮毂和风力涡轮机。
背景技术
风力涡轮机上的叶片轴承由外圈环、内圈环和将力从内圈环传递到外圈环的滚珠组成。在叶片加载过程中，滚珠产生轴向和径向力分量。轴向分量将弯曲力矩从内圈环传递到外圈环。径向分量是不希望的，但在滚珠以特定角度接触内、外圈环时却是不可避免的。径向分量会将外圈环向侧面推，造成它在轮毂上滑动。为了避免滑动，使用预压螺栓，并且使表面粗糙。直到近年来，这足以避免滑动，但随着转子直径增加，用预压螺栓不再是解决该问题的可行方案。对当前的转子直径，该问题还不太严重。
发明内容
因此，本发明的第一目标是提供有利的风力涡轮机叶片轴承。第二目标是提供一种有利的风力涡轮机轮毂。本发明的第三目标是提供一种有利的风力涡轮机。
第一目标是通过权利要求1所述的风力涡轮机叶片轴承来实现的。第二目标是通过权利要求10所述的风力涡轮机轮毂来实现的。第三目标是通过权利要求11所述的风力涡轮机来实现的。从属权利要求限定了本发明的附加改进方案。
本发明的风力涡轮机叶片轴承包括第一圈环和第二圈环。第一圈环可连接到风力涡轮机转子叶片。第二圈环可连接到轮毂。本发明的风力涡轮机叶片轴承进一步包括用于在第一圈环和第二圈环之间传递力的多个元件。第二圈环包括用于将第二圈环另行连接到轮毂的剪切销。第二圈环可进一步包括用于将第二圈环连接到轮毂的多个螺栓。
通过在表面最关键区域引入多个剪切销，可以完全避免滑动。由于连接处也受到张力载荷，可能仍需要使用预压螺栓。剪切销可被定位在螺栓孔中间，并且可被制造成有非常紧的公差。
用于在第一圈环和第二圈环之间传递力的元件例如可以是滚珠。而且，第一圈环可以被至少部分地定位在第二圈环的内部。在此情况下，第一圈环是内圈环，第二圈环是外圈环。
优选地，第二圈环可例如通过螺栓预压到轮毂。而且，第二圈环可包括多个螺栓孔。螺栓孔可沿第二圈环的圆周定位。每个剪切销可被定位在两个螺栓孔之间。
有利地，本发明的风力涡轮机叶片轴承包括预压螺栓和被定位在最关键区域的有限数量的剪切销的组合。由于制造公差，目前实际上不可能在整个圆周上使用剪切销。因此，剪切销可被定位在第二圈环的圆周的一部分上，该部分占据第二圈环的三分之一圆周。有利地，剪切销可被定位在第二圈环的圆周的一部分上，该部分占第二圈环的四分之一圆周。优选地，剪切销被定位在第二圈环的圆周的一部分上，该部分占第二圈环的五分之一圆周。
本发明的风力涡轮机轮毂包括前文所述的风力涡轮机叶片轴承。本发明的风力涡轮机包括本发明的轮毂或前文所述的本发明的风力涡轮机叶片轴承。
一般而言，本发明具有如下优点：其提供了一种能有效避免在外圈环和轮毂之间滑动且可应用于大转子直径的叶片轴承。
附图说明
通过下文结合附图对实施例的描述，本发明进一步的特征、性质和优点将变得明显。
图1示意性地示出了风力涡轮机。
图2以透视图的形式示意性地示出了轮毂的一部分和转子叶片的一部分。
图3以剖视图的形式示意性地示出了本发明的风力涡轮机叶片轴承。
图4以顶视图的形式示意性地示出了叶片轴承。
具体实施方式
现参照图1-4来描述本发明的实施例。
图1示意性地示出了风力涡轮机1。风力涡轮机1包括塔架2、机舱3和轮毂4。机舱3位于塔架2的顶上。轮毂4包括多个风力涡轮机叶片5。轮毂4安装到机舱3。而且，轮毂4是枢轴安装的，使得它能够绕旋转轴线9旋转。发电机6位于机舱3内。风力涡轮机1是直驱型风力涡轮机。
图2以透视图的形式示意性地示出了轮毂4的一部分和转子叶片5的一部分。转子叶片5包括根部7。根部7包括凸缘8。凸缘8包括多个螺栓孔12。转子叶片5可通过凸缘8以及通过叶片轴承20连接到轮毂4。
本发明的风力涡轮机叶片轴承20包括内圈环10和外圈环11。外圈环11包括多个螺栓孔14。外圈环11例如通过螺栓孔14连接到轮毂4。例如，外圈环11可用螺栓连接或螺钉连接方式连接到轮毂4。
内圈环10包括多个螺栓孔13。转子叶片5可例如用螺栓或螺钉连接方式通过螺栓孔13和凸缘8相应的螺栓孔12连接到内圈环10。根部7和叶片轴承20的中心线是通过参考数字16表示的。内圈环10参照中心线16被径向定位在外圈环11的内部。
为了使转子叶片5绕中心线16旋转，本发明的叶片轴承被构造为滚珠轴承。滚珠被定位在内圈环10和外圈环11之间，在图2中没有显示。由于从转子叶片5通过内圈环10和滚珠传递的力而作用于外圈环11上的径向力是通过参考数字15表示的。径向力15可能造成外圈环11在轮毂4的表面上滑动。为了避免此滑动，本发明的叶片轴承20包括被定位在外圈环11和轮毂4之间的多个剪切销18。
图3以剖视图的形式示意性地示出了本发明的叶片轴承20的一部分。滚珠17被定位在内圈环10和外圈环11之间。外圈环11包括多个开口21。优选地，每个开口21位于两个螺栓孔14之间。轮毂4包括与外圈环11的开口21对应的多个开口22。轮毂的开口22和外圈环11的开口21面向彼此。
多个剪切销18被定位在外圈环11的开口21和轮毂的开口22中。当径向力15超过预定值时，剪切销18断裂，防止进一步损坏。
优选地，外圈环11被预压到轮毂4，例如通过螺栓或螺钉。
图4以顶视图的形式示意性地示出了叶片轴承20。优选地，剪切销18仅被定位在最关键的部分上。因此，在图4中，设置剪切销18的那部分只占据外圈环11的全部圆周的四分之一。替代性地，设置剪切销18的那部分外圈环11可只占整个圆周的五分之一，或者可占外圈环11的整个圆周的三分之一。

Claims (11)

1. 一种风力涡轮机叶片轴承（20），包括可连接到风力涡轮机转子叶片（5）的第一圈环（10）、可连接到轮毂（4）的第二圈环（11）和用于在所述第一圈环（10）和所述第二圈环（11）之间传递力的多个元件（17），其特征在于：
所述第二圈环（11）包括多个剪切销（18），用于将所述第二圈环（11）另行连接到所述轮毂（4）。
2. 根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述第二圈环（11）包括用于将所述第二圈环（11）连接到所述轮毂（4）的多个螺栓。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述第一圈环（10）被至少部分地定位在所述第二圈环（11）的内部。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述第二圈环（11）被预压到所述轮毂（4）。
5. 根据权利要求4所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述第二圈环（11）通过螺栓预压到所述轮毂（4）。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述第二圈环（11）包括沿所述第二圈环（11）的圆周定位的多个螺栓孔（14），每个剪切销（18）被定位在两个螺栓孔（14）中间。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述剪切销（18）被定位在所述第二圈环（11）的圆周的一部分上，这一部分占所述第二圈环（11）的三分之一圆周。
8. 根据权利要求7所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述剪切销（18）被定位在所述第二圈环（11）的圆周的一部分上，这一部分占所述第二圈环（11）的四分之一圆周。
9. 根据权利要求8所述的风力涡轮机叶片轴承（20），其特征在于：
所述剪切销（18）被定位在所述第二圈环（11）的圆周的一部分上，这一部分占所述第二圈环（11）的五分之一圆周。
10. 一种风力涡轮机轮毂（4），其包括权利要求1-9中任一项所述的风力涡轮机叶片轴承（20）。
11. 一种风力涡轮机（1），其包括权利要求1-9中任一项所述的风力涡轮机叶片轴承（20）或权利要求10所述的风力涡轮机轮毂（4）。
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