CN103671487B - 滑动轴承和在滑动轴承处执行维护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滑动轴承和在滑动轴承处执行维护的方法。一种风力涡轮机的滑动轴承包括第一轴承壳体和第二轴承壳体以及布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间的多个轴承垫。轴承垫连接到第二轴承壳体并且第一轴承壳体包括滑动表面，所述滑动表面被制备和布置成使得当所述轴承壳体相对于彼此移动时轴承垫能够沿所述滑动表面滑动。机加工元件布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间以对第一轴承壳体的滑动表面进行处理。

Description

滑动轴承和在滑动轴承处执行维护的方法

技术领域

本发明涉及滑动轴承和在滑动轴承处执行维护的方法。

背景技术

风力涡轮机将移动空气的能量转换为电能。移动空气使风力涡轮机的转子加速。转子的旋转被传递到发电机。发电机将旋转能转换为电能。

在最近几年提出了直接驱动风力涡轮机的概念。在直接驱动风力涡轮机中，转子的旋转能被直接传递到发电机而不使用齿轮箱。

在直接驱动风力涡轮机中，风力涡轮机的转子被直接连接到发电机的转子。从风力涡轮机转子到发电机转子的机械连接部件的链条被称为风力涡轮机的传动链。

为了允许旋转部件的旋转运动并且提供必要的稳定性，用至少一个轴承来安装传动链。该轴承允许传动链旋转。同时，其通过支撑传动链中所存在的径向和轴向负载以及弯曲矩而提供必要的稳定性。

WO2011/003482A2描述了一种风力涡轮机主轴承，其实施为支撑风力涡轮机的轴。该轴承包括具有多个轴承垫的流体轴承。

该文献描述了一种具有圆柱形轴承表面和一系列推力垫的轴承。

在轴承的操作期间，外来颗粒可进入轴承，或者轴承垫的小碎片可能破裂并且留在轴承中。这些颗粒会导致诸如轴承滑动表面中的划痕之类的缺陷或损伤。

滑动表面中的缺陷还会导致更高的摩擦，其导致轴承中的更高的磨损。

因此，在维护期间对滑动轴承进行清洁以从轴承去除游离的颗粒。

在一段时间的操作之后，因为滑动表面中的损伤，需要在维护期间更换轴承或者轴承的部件。

风力涡轮机（尤其是直接驱动风力涡轮机）中的主轴承具有2米或更大的直径并且很重。这使得非常难以更换该主轴承。

风力涡轮机中的轴承（尤其是传动系中的轴承）的更换是非常复杂且高成本的。通常，必须架设起重机并且必须拆卸风力涡轮机的转子。然后更换轴承并且将转子再次安装到机舱。对于其他风力涡轮机，需要用起重机将传动系的一部分抬升到风力涡轮机的机舱之外。然后更换一个或多个轴承并且再次安装传动系。

尤其在离岸设施的情况中，这种更换是非常费用高的，因为需要用专用船只来执行起重机的抬升。

然后，可以在专用于轴承翻新的工厂中对轴承进行翻新。然后，可以再次使用该轴承。

诸如划痕的小缺陷对于润滑和轴承垫状况具有负面影响。当轴承显现出过多的这种缺陷时，需要在维护期间更换该轴承。可以对轴承进行翻新并再次使用。轴承的更换是非常耗时且费用高的，并且需要尽可能长的避免更换轴承。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供改进的轴承以及在该轴承处执行维护的方法。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中加以描述。

一种风力涡轮机的滑动轴承包括第一轴承壳体和第二轴承壳体以及布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间的多个轴承垫。

轴承垫连接到第二轴承壳体并且第一轴承壳体包括滑动表面，所述滑动表面被制备和布置成使得当所述轴承壳体相对于彼此移动时轴承垫能够沿所述滑动表面滑动。

机加工元件布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间以对第一轴承壳体的滑动表面进行处理。

滑动轴承也称为摩擦轴承、浮动轴承或衬套轴承。滑动轴承可传递径向和/或轴向力或者倾斜力矩。滑动轴承包括位于轴承壳体之一的滑动表面。轴承垫通常可拆卸地附接到另一个轴承壳体并且在轴承操作（例如运动）时沿滑动表面滑动。

轴承垫是分段的，从而在滑动轴承中使用了某个数量的轴承垫。轴承垫会经受磨损。因此，在使用一段时间之后以及在它们磨损之后，轴承垫需要被新轴承垫替代和更换。

机加工元件是能够在表面上进行机加工操作的元件。机加工元件能够在滑动轴承的滑动表面上进行机加工操作。由机加工元件进行的机加工操作可以是该表面的研磨、砂光或抛光。这包括用于滑动轴承的表面处理的操作。

在轴承的操作期间，轴承的滑动表面将会经历滑动表面中的损伤，例如划痕或凹槽。这些损伤来自进入轴承的外来颗粒，来自灰尘或来自轴承或轴承垫的一些部分的碎片。

凹槽和划痕导致较弱的润滑，尤其是轴承中的更薄的润滑层，从而导致更高的磨损。

机加工元件在表面上进行机加工操作。因此，可以去除表面中的凹槽和划痕。

机加工元件布置在第一和第二轴承壳体之间。因此，在轴承壳体被组装到一起的同时在滑动轴承中进行机加工操作。因此，在轴承壳体被组装到一起并且轴承安装在其操作位置的同时对轴承的滑动表面进行处理。因此，不需要拆卸轴承，或者将轴承运送到机器上。取决于轴承的尺寸，不需要重型机械来拆卸或运输轴承。

在原地进行轴承的维护。因此，节省了运输时间，因此节省了维护时间。

当轴承正在旋转时，机加工元件能在滑动表面上进行机加工操作。因此，在机加工元件中不需要驱动。因此，不需要额外的动力来操作机加工元件。

轴承垫中的至少一个被制备和布置成使得其被机加工元件替换。

轴承垫可被从轴承壳体拆卸并且可被带出轴承之外。轴承垫在轴承中的安装位置可用于将机加工元件放置在轴承中。

因此，不需要提供额外的空间将机加工元件安装在轴承中。

因此，使用与轴承垫所使用的相同的机制将机加工元件安装到轴承壳体。因此，机加工元件可被放置在轴承中的不同地方。

机加工元件是具有机加工表面的轴承垫。

轴承垫可配备有具有机加工性质的表面。因此，从轴承中使用的标准部件来组装机加工元件。因此，可以非常容易地制造机加工元件。因此，机加工元件是便宜的。

因此，机加工元件具有与轴承垫相同的尺寸和相同的连接界面。

至少一个轴承垫包括垫载体和衬里，并且机加工元件是具有带有机加工性质的衬里的垫载体。

轴承垫包括垫载体和衬里。衬里经受磨损并且在维护期间被更换。衬里安装到垫载体。垫载体安装到轴承壳体。

由用于在滑动表面处进行机加工操作的衬里来代替和更换正常操作期间使用的衬里。为了执行该操作，衬里具有带机加工性质的表面。这可以例如是砂光表面或者抛光表面。

可以非常容易地更换衬里。因此，可以非常容易地将具有机加工性质的衬里放置在轴承内。因此，节省了维护时间，从而节省了维护成本。

可以容易地进行衬里的更换。因此，可以更频繁地进行表面的机加工。因此，可以在表面中的损伤还很小时对该损伤进行处理。因此，初期的损伤不会变大。因此，在操作时间期间，滑动表面处于良好的状况。

滑动轴承包括第一轴承壳体中的开口，其中，开口是从第一轴承壳体的外表面到内表面的通孔。开口被制备和布置成使得能够通过开口将机加工元件布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间。

轴承垫连接到第二轴承壳体。轴承垫沿第一轴承壳体滑动。

开口设置在第一轴承壳体中。可以通过该开口看到并且更换轴承垫。由于第二轴承壳体能够相对于第一轴承壳体移动，可以通过该开口触及所有的轴承垫。

因此，可以通过开口将机加工元件布置在轴承壳体之间。因此，不需要完全地打开轴承，或者不需要使轴承壳体分离。

当仅仅打开轴承壳体中的开口时，较少的外来颗粒和灰尘有机会进入轴承。因此，对于滑动表面的损伤较少，从而提高了轴承的寿命。

至少一个轴承垫被制备和布置成使得轴承垫的厚度能适合于第一和第二轴承壳体之间的间隙。

当滑动表面被机加工时，轴承壳体之间的间隙可能发生变化。需要对轴承垫进行调节以再次在轴承中获得与机加工之前相同的公差。滑动轴承的公差取决于轴承的用途并且取决于滑动轴承所需要承受的负载。

轴承垫包括对轴承垫的厚度加以调节的可能性。因此，轴承垫的厚度能适合于轴承的间隙。

因此，轴承垫可在对滑动表面机加工之后用在轴承中，从而不需要更换轴承垫。因此，所需要的材料较少。因此，节约了成本。

至少一个轴承垫包括调节机构，从而轴承垫的厚度可被调节到第一和第二轴承壳体之间的间隙。

轴承垫可被调节到所需的某个高度。轴承垫的高度需要与轴承中的间隙相配以实现滑动轴承中的某个公差。

轴承垫包括调节机构，从而可以调节轴承垫的高度。

因此，轴承垫的高度可被调节到轴承中的间隙。因此，轴承垫可在机加工之后用在轴承中。

滑动轴承包括垫片以将至少一个轴承垫的厚度调节到第一和第二轴承壳体之间的间隙。

轴承垫与垫片一起使用。因此，轴承垫的高度可被调节到轴承中的间隙。垫片是便宜的材料。因此，可以以非常成本高效的方式来进行所述调节。

滑动轴承是风力涡轮机中的轴承。

在风力涡轮机中，轴承用于不同的目的。轴承用作偏航轴承，用作转子叶片的俯仰轴承，以及用在风力涡轮机的传动系中。传动系中的轴承例如是用于稳定转子的轴承、齿轮箱中的轴承或者发电机中的轴承。

风力涡轮机中的轴承通常难以更换。尤其在离岸设施中，需要用船只上的起重机来拆卸风力涡轮机的转子或者机舱。

滑动轴承用在风力涡轮机中，尤其是具有大直径的轴承。

因此，可以在不需要起重机和船只的情况下对风力涡轮机中的滑动轴承的滑动表面进行机加工。因此，可以在原地进行轴承的维护。因此，维护便宜得多，并且风力涡轮机的停机时间得以减少。

滑动轴承是直接驱动风力涡轮机中的主轴承。

直接驱动风力涡轮机具有转子，转子具有转子叶片，转子叶片直接联接到发电机转子。风力涡轮机的转子被主轴承支撑。通常，发电机的转子被相同的轴承支撑。

该轴承具有超过一米的直径。滑动轴承常常用于此目的。必须拆卸风力涡轮机的转子以便更换轴承。该操作需要起重机。

轴承的滑动表面在原地被机加工。在机加工操作期间，轴承可保持安装在风力涡轮机中。

因此，不需要拆卸转子。因此，节省了维护时间，从而避免使用起重机。因此，减少了维护成本并且使风力涡轮机的停机时间最小化。

一种在滑动轴承处执行维护的方法包括步骤：通过使用机加工元件而对轴承的滑动表面进行处理，机加工元件布置在第一轴承壳体和第二轴承壳体之间。

机加工元件布置在第一和第二轴承壳体之间。机加工元件在轴承中的表面处执行机加工操作。

使轴承旋转以将机加工元件施加在轴承的内表面上。

因此，在机加工元件中不需要额外的驱动。因此，不需要从机加工元件到动力源的额外动力连接。

轴承被冲洗以从轴承去除游离颗粒。

在机加工操作之后，来自轴承壳体的表面或机加工元件的游离颗粒可能会在轴承中。因此，在机加工之后对轴承进行清洗。用液体冲洗轴承以从轴承去除游离颗粒和灰尘。游离颗粒和灰尘会导致滑动轴承中的损伤。

可将油用作冲洗轴承的液体。

因此，游离颗粒和灰尘被从轴承去除。因此，不会由于游离颗粒而对滑动表面造成损伤。因此，提高了轴承的寿命。

机加工元件用在根据本发明的装置或方法中。

附图说明

借助于附图更详细地描述本发明。附图示出了优选构造，但是不限制本发明的范围。

图1示出了滑动轴承的细节。

图2示出了滑动轴承的第二实施例。

图3示出了滑动轴承的第三实施例。

图4示出了滑动轴承的第三实施例的细节。

图5示出了具有调节机构的轴承垫。

图6示出了具有垫片的轴承。

图7示出了风力涡轮机的毂中的滑动轴承。

图8示出了滑动轴承和开口的细节视图。

具体实施方式

图1示出了滑动轴承的细节。

图1示出了第一轴承壳体1中的开口4。可以通过开口4看到第二轴承壳体2。轴承垫3包括垫载体8和衬里9。垫载体3附接到第二轴承壳体2。衬里9附接到垫载体8。

当轴承壳体相对于彼此旋转时，衬里9的表面沿第一轴承壳体1的滑动表面滑动。

包括机加工表面11的机加工元件10被布置在第一轴承壳体1和第二轴承壳体2之间。机加工元件10附接到第二轴承壳体2。

当轴承壳体相对于彼此旋转时，机加工表面11沿第一轴承壳体1的滑动表面滑动。然后，机加工表面11对第一轴承壳体1的滑动表面进行处理。

图2示出了滑动轴承的第二实施例。

图2示出了第一轴承壳体1中的开口4。可以通过开口4看到第二轴承壳体2。包括垫载体8和衬里9的轴承垫3附接到第二轴承壳体2。

包括机加工表面11的机加工元件10被布置在第一轴承壳体1和第二轴承壳体2之间。机加工元件10附接到第二轴承壳体2。

当轴承壳体相对于彼此旋转时，机加工表面11沿第一轴承壳体1的滑动表面滑动。然后，机加工表面11对第一轴承壳体1的滑动表面进行处理。

图3示出了滑动轴承的第三实施例。

图3示出了滑动轴承的第一轴承壳体1中的开口4。

垫载体8是可见的。在正常操作期间，垫载体8保持衬里9，衬里9包括在轴承操作期间沿第一轴承壳体1的滑动表面滑动的表面。

用具有机加工性质12的衬里来替换垫载体的衬里9。当第一和第二轴承壳体相对于彼此旋转时，这些衬里对第一轴承壳体的滑动表面进行处理。

可以通过开口4来更换衬里12。

图4示出了滑动轴承的第三实施例的细节。

图4示出了第一轴承壳体1中的开口4。可以通过开口4看到三个轴承垫3。轴承垫3中的两个包括垫载体8和衬里9，第三个垫载体配备有衬里12，衬里12具有带有机加工性质12的表面。第三个衬里面对开口4。

可以通过开口4来更换衬里12。

图5示出了具有调节机构的轴承垫。

图5示出了第一轴承壳体1中的开口4。可以通过开口4看到第二轴承壳体2。两个轴承垫3是可见的。轴承垫3包括垫载体8和衬里9。

轴承垫3中的一个具有调节机构13。通过使用调节机构13，可以调节垫载体3的高度。

在对滑动轴承的滑动表面进行处理之后，第一轴承壳体1和第二轴承壳体2之间的间隙可能发生变化。可以调节轴承垫3的高度以将滑动轴承的公差保持为恒定。

在该实施例中，可以通过使调节机构13的两个半体相对于彼此移动来调节轴承垫3的高度。

图6示出了具有垫片的轴承。

图6示出了第一轴承壳体1中的开口4。可以通过开口4看到第二轴承壳体2。可以通过开口4看到两个轴承垫3。轴承垫3包括垫载体8和衬里9。

垫载体3中的一个具有垫片14以调节轴承垫3的高度。垫片14可以与轴承垫3一起使用以根据第一轴承壳体1和第二轴承壳体2之间的间隙调节轴承垫的高度。

在对滑动轴承的滑动表面进行处理之后，第一轴承壳体1和第二轴承壳体2之间的间隙可能发生变化。可以调节轴承垫3的高度以将滑动轴承的公差保持为恒定。

可以使用一个或多个垫片14或者具有某个厚度的垫片14来调节轴承垫3的高度。

图7示出了风力涡轮机的毂中的滑动轴承。

图7示出了根据本发明的滑动轴承，其用于风力涡轮机的毂中。

滑动轴承布置在风力涡轮机的毂20中。轴承用作风力涡轮机的主轴承。风力涡轮机中的主轴承的直径可超过一米。

该轴承包括第一轴承壳体1和第二轴承壳体2。轴承垫3布置在轴承壳体之间。

开口4布置在第一轴承壳体1中。通过开口4可以看到轴承垫3。

轴承垫3中的一个配备有具有机加工性质12的衬里12。当轴承壳体相对于彼此旋转时，衬里12沿第一轴承壳体1的滑动表面滑动。

然后，轴承垫3的衬里12对滑动表面进行处理。机加工性质可以例如是抛光垫，以对滑动表面进行抛光。

图8示出了滑动轴承和开口的细节视图。

图8示出了用具有机加工性质12的衬里来替换轴承垫3的衬里9。

盖7覆盖开口4。将盖7打开以使得能够进入开口4。然后通过开口4，用具有带有机加工性质的表面的衬里12来替换该衬里。衬里被安装到垫载体8，垫载体8也可通过开口4进行更换。

开口4是从第一轴承壳体1的外表面6到第一轴承壳体1的内表面5的通孔。轴承垫3布置在第一和第二轴承壳体之间。轴承垫3附接到第二轴承壳体2并且将会沿第一轴承壳体1的内表面5滑动，该内表面5是滑动轴承的滑动表面。

可将具有机加工性质的衬里12安装到垫载体8。将盖7关闭并且使轴承壳体相对于彼此旋转。然后，衬里12沿滑动表面滑动并且用它们的具有机加工性质的表面对滑动表面进行处理。

机加工性质可以例如是抛光性质或砂光性质。

Claims (13)

1.风力涡轮机的滑动轴承，包括：

- 第一轴承壳体（1）和第二轴承壳体（2）以及布置在第一轴承壳体（1）和第二轴承壳体（2）之间的多个轴承垫（3），

- 其中，轴承垫（3）连接到第二轴承壳体（2），并且第一轴承壳体（1）包括滑动表面，所述滑动表面被制备和布置成使得当所述轴承壳体相对于彼此移动时轴承垫（3）能够沿所述滑动表面滑动，

- 机加工元件（10，11，12）布置在第一轴承壳体（1）和第二轴承壳体（2）之间以在第一轴承壳体（1）的滑动表面上进行机加工操作。

2.根据权利要求1所述 的滑动轴承，其中，轴承垫（3）中的至少一个被制备和布置成使得其能够被机加工元件（10）替换。

3.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，其中，机加工元件（10）是具有机加工表面（11）的轴承垫（3）。

4.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，其中，至少一个轴承垫（3）包括垫载体（8）和衬里（9），并且机加工元件（10）是具有带有机加工性质（12）的衬里（9）的垫载体（8）。

5.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，包括：

- 第一轴承壳体（1）中的开口（4），

- 其中，开口（4）是从第一轴承壳体（1）的外表面到内表面的通孔，

- 其中，开口（4）被制备和布置成使得能通过开口（4）将机加工元件（10，12）布置在第一轴承壳体（1）和第二轴承壳体（2）之间。

6.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，其中，至少一个轴承垫（3）被制备和布置成使得轴承垫（3）的厚度能适合于第一和第二轴承壳体之间的间隙。

7.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，其中，至少一个轴承垫（3）包括调节机构（13），从而轴承垫（3）的厚度可被调节到第一和第二轴承壳体之间的间隙。

8.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，包括垫片（14）以将至少一个轴承垫（3）的厚度调节到第一和第二轴承壳体之间的间隙。

9.根据权利要求1至2中任一项所述 的滑动轴承，其中，所述滑动轴承是直接驱动风力涡轮机中的主轴承。

10.在根据权利要求1至9中任一项所述 的滑动轴承处执行维护的方法，包括步骤：通过使用机加工元件（10，12）而在轴承的滑动表面进行机加工操作，机加工元件（10，12）布置在第一轴承壳体（1）和第二轴承壳体（2）之间。

11.根据权利要求10所述 的方法，包括步骤：使轴承旋转以将机加工元件（10，12）施加在轴承的内表面上。

12.根据权利要求10所述 的方法，包括步骤：冲洗轴承以从轴承去除游离颗粒。

13.在根据权利要求1至9中任一项所述 的滑动轴承中或者在根据权利要求10至12中任一项所述 的方法中使用的机加工元件（10，11，12）。