CN104632879B - 用于流体机械应用的轴承单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有双列轴承的流体机械应用的轴承单元，所述双列轴承包括：第一角自对准接触轴承，其布置成靠近第二角自对准接触轴承，用于定位并可旋转地支撑轴；第一角自对准接触轴承具有由滚子形成的第一组滚动元件，滚子布置成第一列并且介于第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道之间，滚子布置成与第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道合作，用于支撑轴向力(F1)和径向力(F2)；第二角自对准接触轴承具有由滚子形成的第二组滚动元件，滚子布置成第二列并且介于第二弯曲内滚道(40a)和第二弯曲外滚道之间，滚子布置成与第二弯曲内滚道和第二弯曲外滚道合作，用于支撑轴向力(F1)和径向力(F2)。本发明还涉及一种包括上述轴承单元的流体机械应用。

Description

用于流体机械应用的轴承单元
技术领域
本发明涉及一种用于流体机械应用的轴承单元，比如用于风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机装置。更具体地，所述轴承单元包括双列轴承，该轴承能够支撑轴向载荷、径向载荷以及倾覆力矩并且限制诸如流体机械应用的转子轴的轴的轴向运动。
此外，本发明还涉及一种包括轴承单元的流体机械应用，比如风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机装置。
背景技术
在流体机械应用的领域中，对提高构成流体机械系统的部件的耐用性和操作的需求日益增加。在本发明的上下文中，术语“流体机械应用”指的是可以从流体(液体或气体)的连续移动流中提取能量的任何装置。由于流体机械应用将能量从流体传递至转子，并且通常设置有流体所穿过的旋转部件，所以流体机械应用应能支撑径向力以及相当大的轴向力，如在该流体机械应用的转子轴的方向上所观察。来自流体流的能量通过一个或多个涡轮机被转换成旋转轴的机械能。在这种类型的应用中，旋转部件通常指的是转子，其设有成组的叶片。
流体机械应用的一个示例是风力涡轮机装置。流体机械应用的其他示例是水轮机装置和推进涡轮机装置。取决于流体机械应用的目的，工作流体可以是液体或气体。
为了支撑转子的旋转运动，这种类型的装置通常设有一个或多个轴承。由于风力涡轮机的大尺寸和重量，支撑转子轴和风力涡轮机叶片的轴承的载荷承载能力和性能非常重要。其结果是，该轴承必须以正确的方式对准和定位，以避免对构成轴承的部件造成不必要的磨损。
通常，对于水平的或接近水平的转子轴类型的风力涡轮机来说，该轴承装置必须支撑轴向载荷和径向载荷，其中，所述轴向载荷是指操作过程中从涡轮机叶片传递的轴向载荷以及由转子轴和涡轮机叶片装置的重量所产生的轴向载荷，涡轮机叶片装置通常安装有相对于水平面的倾斜角，以便减少在涡轮机叶片和风力涡轮机塔架之间碰撞的危险。
此外，各部件的重量和大小以及转子装置在塔状结构中的位置增加了风力涡轮机的制造、安装及维修成本。特别地，将承载滚动轴承连接至转子轴及支撑结构既笨重又昂贵，通常涉及部件(比如要被安装的滚动轴承的内圈)的加热技术，以便提供合适的连接和预应力，同时保持高水平的精度来确保滚动轴承相对于该轴和/或支撑结构的正确对准和定向。其结果是，安装过程既复杂又耗时，并且经常需要辅助设备用于加热和对准控制测量。另外，在迄今已知的解决方案中，将承载滚动轴承从转子轴或者从支撑结构拆卸是又麻烦又费时。换句话说，转子装置和轴承的安装和拆卸通常需要高级应用工程，同时对系统的周边部分提出了高品质要求。
此外，为了确保轴承能够在极端条件下操作而没有大量的维护，轴承的相关部分比如滚道可能须经受热处理工艺，例如硬化过程，以便承受高接触应力和疲劳破坏。
常用于流体机械应用比如风力涡轮机装置的轴承的一个示例是球面滚子轴承。球面滚子轴承设置有球形几何形状，允许轴在操作期间(即在轴旋转时)自对准。通过自对准，旋转轴的旋转轴线的角度对准可相对于轴承改变，使得轴相对于壳体的角运动是允许的。常用于流体机械应用比如风力涡轮机装置的轴承的另一个示例是圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承(TRB)设有带有斜滚道的圆锥形滚子。通常，圆锥滚子轴承不能错位。另外，圆锥滚子轴承可能需要高预载和高精确度于其部件上。由于在圆锥滚子轴承的操作期间存在产生过大接触应力的危险，所以往往有前提条件来进行高级FEM计算，以便提供适当尺寸的轴承。设计圆锥滚子轴承时的关键一个地方是设计容座，其应该尽可能地精确，以确保在轴承操作期间不发生未对准。
在转子轴装置的操作过程中，旋转轴的轴向运动必须进一步受到滚子轴承限制，以便提供平滑的操作并且减少对所连接的和/或周围的设备比如齿轮箱等的磨损和损坏。任何过度的轴向间隙可能会大大降低应用装置的寿命时间。
此外，为了提供球面滚子轴承的合适耐用的轴向定位功能，可以增加球面滚子轴承的几何形状的大小和径向尺寸。通过增加大小和径向尺寸，相对于旋转轴轴线的滚子和滚道之间的接触角增大。相对于圆锥滚子轴承，根据径向和轴向载荷来设计TRB的内部几何形状。根据载荷要求来选择接触角。相比之下，对于标准的SRB来说，ISO系列相关的接触角几乎是固定的。此外，ISO系列相关的接触角是根据轴向载荷的要求来选定的。这可能会导致对于径向载荷来说尺寸过大。
因此，用于涉及轴向定位的滚子轴承的流体机械应用的迄今已知的轴承解决方案被认为是相对于例如径向载荷承载能力来说遭受超安全标准设计。同样地，这些轴承中的许多都是非紧凑的，包括大轴承设计，以提供足够的轴向载荷承载能力。这样，这种类型的轴承被认为在流体机械装置中占据了宝贵的空间。此外，由于高材料成本，生产较大的轴承都更加的贵，而高轴承质量可能对操作效率产生负面影响，例如增加了装置的转动惯量。
因此，仍然需要一种简单的轴承装置，其对周围部分的精度要求更小并且对应用工程精力的要求降低，同时保持承受来自流体机械应用的转子轴的径向和轴向载荷的高容量。
发明内容
鉴于现有技术的上述及其他缺点，本发明的总体目的是提供一种用于流体机械应用的改进的且坚固的轴承单元以及一种包括这种轴承单元的流体机械应用。
这些及其它目的通过在独立权利要求中所提供的主题而得以满足。本发明的优选实施例陈述在从属权利要求中。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于具有双列轴承的流体机械应用的轴承单元。所述双列轴承包括：第一角自对准接触轴承，其布置成靠近第二角自对准接触轴承，用于定位并可旋转地支撑轴。即，用于定位该轴，防止在轴向方向和径向方向上运动以及防止产生于倾覆运动的运动。所述第一角自对准接触轴承具有由滚子形成的第一组滚动元件，其布置成第一列并且介于第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道之间，其中，每个滚子是对称的圆筒形滚子，具有与所述第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道可接合的弯曲滚道接触面。此外，所述第一角自对准接触轴承的每个滚子相对于轴的轴向方向倾斜第一接触角α1。从而所述滚子布置成与所述第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道合作，用于支撑轴向力F1和径向力F2。类似地，所述第二角自对准接触轴承具有由滚子形成的第二组滚动元件，其布置成第二列并且介于第二弯曲内滚道和第二弯曲外滚道之间，其中，每个滚子是对称的圆筒形滚子，具有与所述第二弯曲内滚道和第二弯曲外滚道可接合的弯曲滚道接触面。此外，所述第二角自对准接触轴承的每个滚子相对于轴的轴向方向倾斜第二接触角α2。从而所述第二组滚动元件的滚子布置成与所述第二弯曲内滚道和第二弯曲外滚道合作，用于支撑轴向力F1和径向力F2。另外，所述第一角自对准接触轴承的每个滚子相对于所述第二角自对准接触轴承的每个滚子是倾斜的，使得第一角自对准接触轴承的第一压力中心偏移于第二角自对准接触轴承的第二压力中心。如下面所讨论，这种提供的一个功能是，本发明的轴承单元可以容纳局部内部未对准，比如套圈的绞拧，这反过来又保证了不会有任何过度的边缘接触应力。
通过本发明的原理，可以提供一种改进的且更紧凑的流体机械应用，例如风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机装置。该流体机械应用在某种意义上是紧凑的，也就是该轴承功能可以布置在一个单个的轴承单元内。更具体地，通过提供所述第一角自对准接触轴承的每个滚子和所述第二角自对准接触轴承的每个滚子相对于轴向方向是倾斜的，并且所述第一角对准接触轴承的第一压力中心偏移于所述第二角自对准接触轴承的第二压力中心，可以保持轴承单元的尺寸为最小，而不影响轴承单元和/或流体机械应用的功能。这是通过提供双列滚子轴承来实现的，该轴承具有明显的倾斜接触角，即所述第一角自对准接触轴承和所述第二角自对准接触轴承的倾斜接触角。换句话说，本发明提供了一种强大而紧凑的轴承单元。
另外，本发明的轴承单元允许轴承横截面的局部绞拧，而无边缘应力。因此，就流体机械应用的几何缺陷来说，其被认为比常规的轴承装置更加地灵活且更加地宽容。
因此，该轴承单元通常布置成用于支撑流体机械应用的轴。
此外，通过使接触角倾斜，该轴承单元能够保持轴向载荷承载能力，同时可以减小轴承单元的轴向宽度与径向延伸。也就是说，增加的接触角导致可能容纳更大的轴向力。此外，更大的接触角减小对于给定径向间隙的轴向间隙。
这样，可以减少所组装的流体机械应用例如所组装的风力涡轮机装置的机舱重量的重量。例如，分别通过提供具有倾斜接触角的两个角自对准接触轴承，外滚道的法线方向，或者外滚道的整个滚子接触面，相对于转子轴的径向方向是成角度的。
要指出的是，根据第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承的所描述配置中的任何一个的角自对准接触轴承有时也可以表示为SAT(自对准环面)轴承。
第一角自对准接触轴承的配置的另一个优点在于，可以相对于第一角自对准接触轴承来限制所述轴的轴向运动。类似地，第二角自对准接触轴承的配置的另一个优点在于，可以相对于第二角自对准接触轴承来限制所述轴的轴向运动。
因此，通过双列轴承的配置，可以定位流体机械应用的转子轴，防止在轴向方向A和径向法向R上的运动。另外，由于轴承单元的配置，其特别适于支撑流体机械应用的旋转运动(即旋转扭矩)，即轴的倾覆运动。
术语“自对准”是指，轴承的外圈和内圈之间的角位移(偏移)可被容纳，而不会对轴承的性能造成至关重要的负面影响。因此，“自对准”是指，内圈和外圈可相对于轴承的旋转轴线发生角位移。因此，轴承单元配置成容纳转子轴与壳体之间的局部偏差(至少在微观层面上)，而不会增大轴承单元的摩擦或减小其使用寿命。本发明的自对准功能是通过采用两个角自对准接触轴承而实现的，每一个在滚子和内外滚道之间都具有弯曲接触面，其允许转子轴相对于流体机械应用的壳体结构的角度偏差的补偿。因此，应当容易理解的是，两个角自对准接触轴承的配置提供了容纳所述轴承的局部或内部未对准的可能性。因此，可大大降低轴承单元的壳体结构在安装至机舱框架并且相对于其被固定时的对准要求。例如，减小的对准要求允许转子轴装置的各个部件的简化安装、拆卸和更换。
此外，要注意的是，通过提供使用根据如上所述的第一方面的两个角自对准接触轴承的配置，特别是通过内部球形几何形状，本发明提供了一种轴承单元，其在该轴承单元中不会产生过大的接触应力。
自对准功能进一步允许第一角自对准接触轴承和/或第二角自对准接触轴承的一些未对准，至少在微观层面上，前提是如果转子轴经受弯曲的话，如在下文中更详细地说明。
通过上述双列轴承的自对准能力，转子轴装置的重量可进一步降低，因为轴的刚性从而重量可能会降低。这是通过两个角自对准接触轴承的配置来实现的，因为在支撑点引起角度偏差的转子轴的弯曲变形可以得到补偿，至少在微观层面上。此外，机舱框架的弯曲变形可通过两个角自对准接触轴承的配置而得到补偿。
通过提供第一角自对准接触轴承布置成紧邻第二角自对准接触轴承，它们位于同一轴承单元内，并且能够配合，以相对于流体机械应用的壳体结构轴向地定位转子轴。在本发明的这一方面，所述第一角自对准接触轴承通常被布置成与所述第二角自对准接触轴承直接接触。可选地，所述第一角自对准接触轴承可以与所述第二角自对准接触轴承间接接触。通过使所述第一角自对准接触轴承布置成靠近第二角自对准接触轴承并且位于同一个壳体内，可以提供一种用于流体机械应用的简单而可靠稳定的轴承解决方案。更具体地，可以提供一种仅要求一个连接点于转子轴上的轴承解决方案。这样，轴承的安装被进一步简化。因此，本发明优于现有的两点悬挂轴承装置，其通常需要两个分开的连接/支撑点。
因此，在一个示例性实施例中，轴承单元可以是单个的轴承单元。这不同于使用定位成彼此相邻的两个独立轴承的轴承装置。
如果轴承单元设置有外圈和内圈，则轴承单元可以设置有安装凸缘，其具有孔，用于将螺钉/螺栓安装在外圈和/或内圈上。
如上所述，所述第一和第二角自对准接触轴承中的每一个都设置有对称的圆筒形滚子。在本发明的这方面，术语“对称的”是指，在所述第一角自对准接触轴承和/或第二角自对准接触轴承的成组滚动元件中的每个滚子具有对称的形状，其中，滚子的轴向端部彼此对等或对称，即具有相似的尺寸，比如相似的径向尺寸。更详细地，每个滚子可以包括与该滚子的旋转轴线重合的第一对称轴线以及与所述第一对称轴线正交的第二对称轴线。换句话说，每个滚子可以具有至少两个分开的正交的对称轴线的形状。
所述对称的圆筒形滚子与所述第一角自对准接触轴承和所述第二角自对准接触轴承的相应滚道允许进行可靠的操作以及具有成本效益和时间效率的制造。此外，对称的圆筒形滚子因滚子和滚道的适于弯曲的形状而在运行期间沿轴向方向保持相对于内外滚道的功能性可靠对准。因此，可能不需要来自内滚道或外滚道中任一个的任何导引凸缘或导向突起，以确保滚子保持在所述内圈和外圈之间的正确插入位置。
鉴于常规的圆锥滚子轴承，没有导引凸缘或导向环是本发明的另一个显著特点。本发明与常规圆锥滚子轴承之间的特征方面的这一不同还可以明确地表示为第一角自对准接触轴承没有导引凸缘。类似地，第二角自对准接触轴承没有导引凸缘。由于所述第一角自对准接触轴承和所述第二角自对准接触轴承都不需要导引凸缘，所以同常规的轴承解决方案相比，该轴承单元的设计得以进一步简化，这有助于降低本发明的制造成本。滚子元件及内外滚道的几何形状进一步减小了轴承的静态和动态摩擦，允许更高效的起动和运行中例如从风力涡轮机装置的输出。
对称的圆筒形滚子自我调节提供了沿滚子长度的均匀载荷分布。这提供了在所有载荷组合下的非常高的载荷承载能力。
所述第一组滚子和/或所述第二组滚子通常可以包括多个滚子元件，例如，30-60个滚子，或者甚至大于100个，虽然可能取决于轴承单元的所要求的功能、载荷承载能力和/或尺寸可以使用更少的额外滚子。
应当容易理解的是，所述第一和第二角自对准接触轴承中的每一个都设置有由内弯曲滚道(或两个内圈)之间的距离设置的内部间隙。该间隙被分隔在这两个接触轴承之间，并且可以在从负值(预载)通过零至正值的范围内变化。通常，滚子和滚道被制造成带有标准的正常内部间隙。
综上，通过本发明，提供了一种轴承单元，其具有优化的内部几何形状，而赋予最大的径向和轴向载荷承载能力以及倾覆力矩载荷承载能力。本发明在某种意义上是进一步牢固的，也就是该轴承单元对于因重载荷而由轴或壳体变形引起的未对准是较不敏感的。由于第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承是不可分离的，并且准备安装在流体机械应用中，所以轴承单元的安装得以简化，从而使得能够设计出更加有效且紧凑的流体机械。
在本发明的上下文中，所述第一接触角α1和/或第二接触角α2可以被限定为垂直于滚子的中心轴线的直线与转子轴的中心轴线(即平行于旋转平面的直线)之间的角度。该直线还表示产生的载荷沿其经由滚子元件而从一个滚道传递至另一滚道的线。
因此，第一角自对准接触轴承的第一压力中心P1可由从滚道至转子轴的中心轴线的法线限定。类似地，第二角自对准接触轴承的第二压力中心P2可由从滚道至转子轴的中心轴线的法线限定。
因此，通过提供第一角自对准接触轴承的第一压力中心P1偏移于第二角自对准接触轴承的第二压力中心P2是指，沿着转子轴的中心轴线，在第一接触轴承的第一滚道的法线和第二接触轴承的第二滚道的法线之间没有交汇处。
所述第一角自对准接触轴承的第一接触角α1和/或所述第二角自对准接触轴承的第二接触角α2还可以限定为对称滚子的旋转轴线与转子轴的中心轴线之间的角度。
也就是说，每个滚子与第一弯曲内滚道和第一弯曲外滚道中的任何一个之间的第一接触角α1相对于轴的轴向方向倾斜。类似地，第二组滚动元件的每个滚子与第二弯曲内滚道和第二弯曲外滚道中的任何一个之间的第二接触角α2相对于轴的轴向方向倾斜。
第一角自对准接触轴承的第一接触角α1的值应适当选择。然而，为了提供倾斜的第一角自对准接触轴承，该角度不能等于0度或90度。作为示例，第一接触角α1的值可以在10-60度之间。仍然优选地，所述第一接触角α1的值可以在20-50度之间。仍然优选地，所述第一接触角α1的值可以在35-45度之间。在一个示例性实施例中，第一接触角α1的值约为45度。
类似地，第二角自对准接触轴承的第二接触角α2的值应适当选择。然而，为了提供倾斜的第二角自对准接触轴承，该角度不能等于0度或90度。作为示例，第二接触角α2的值可以在10-60度之间。仍然优选地，所述第二接触角α2的值可以在20-50度之间。仍然优选地，所述第二接触角α2的值可以在35-45度之间。在一个示例性实施例中，第二接触角α2的值约为45度。
此外，或者可选地，所述第一接触角α1的值可以不同于第二接触角α2的值。这样，该轴承单元可以设有非对称的列，即第一组滚子的第一列的倾斜不同于第二组滚子的第二列的倾斜。具有此配置的一个优点是，该轴承单元的尺寸可以调整成满足特定风力涡轮机装置的需求。换言之，轴承单元的尺寸可以保持在最小。
在一个示例性实施例中，所述第一接触角α1的值可以等于第二接触角α2的值。
可选地，所述第一接触角α1的值可以小于第二接触角α2的值。
可选地，所述第一接触角α1的值可以大于第二接触角α2的值。
在一个示例性实施例中，第一弯曲内滚道可以布置在第一角自对准接触轴承的第一内圈中。此外，或可选地，第一弯曲外滚道可以布置在第一角自对准接触轴承的第一外圈中。外圈可以围绕着内圈，从而由滚子形成的成组滚动元件以在第一内圈和第一外圈之间的中间构造布置。
类似地，第二弯曲内滚道可以布置在第二角自对准接触轴承的第二内圈中。此外，或可选地，第二弯曲外滚道可以布置在第二角自对准接触轴承的第二外圈中。第二外圈可以围绕着第二内圈，从而由滚子形成的成组滚动元件以在第二内圈和第二外圈之间的中间构造布置。
所述第一内圈和第二内圈中的任何一个可以以无凸缘内圈的形式被提供。
在另一示例性实施例中，第一弯曲内滚道可以布置在第一内圈中，第二弯曲内滚道可以布置在第二内圈中，而第一弯曲外滚道和第二弯曲外滚道可以布置在一个单个的外圈中。可选地，第一弯曲外滚道可以布置在第一外圈中和第二弯曲内滚道可以布置在第二内圈中，而第一弯曲内滚道和第二弯曲内滚道可以布置在一个单个的内圈中。
根据一个示例性实施例，第一角自对准接触轴承的弯曲外滚道和第二角自对准接触轴承的弯曲外滚道可以面对彼此远离，如在轴向方向A上所看的那样。换言之，成对的第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承安装在所谓的背靠背装置中，有时也被称为O形装置。根据一个示例性实施例，第一角自对准接触轴承的弯曲外滚道可以朝向第二角自对准接触轴承的弯曲外滚道，如在轴向方向A上所看出。换言之，这里成对的第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承安装在所谓的面对面装置中，有时被称为X形装置。第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承可以容纳在轴承壳体中。
此外，或可选地，所述轴承单元的外圈可以设置有一个或多个润滑孔，以便于有效的轴承润滑。
通常，但不是必须地，所述第一组滚子可以容纳在窗式保持架中。此外，或可选地，所述第二组滚子可以容纳在另一窗式保持架中。窗式保持架可以经由所述两列滚子之间的浮动导向环而定心于无凸缘内圈上。窗式保持架可以由机加工的黄铜或钢保持架制成。钢和黄铜保持架很坚固以及耐高温和所有的润滑油。
此外，或可选地，所述自对准轴承可以包括轴承密封件，其布置在沿轴向于滚道之外的轴承中，并且设计成桥接内圈和外圈之间的空间。除了该密封件防止污染物进入滚道之外，该密封件还具有将润滑油保持在滚道与滚动元件之间的可用空间中的功能。
本发明特别适于流体机械应用，比如风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机装置。应当容易理解的是，径向载荷和轴向载荷的方向可能根据流体机械应用是否是风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机布置而变化。同样地，对于推进涡轮机装置来说，径向载荷和轴向载荷的方向可能根据电动机(其可操作地连接至螺旋桨轴)是正向运转还是反向运转而变化。在任何情况下，也不管载荷的方向如何，所述轴承单元能够支撑轴向和径向载荷以及倾覆力矩，同时该流体机械应用处于运行中。
根据本发明的第二方面，提供了一种流体机械应用，比如风力涡轮机装置、水涡轮机装置或推进涡轮机装置，其包括根据如上所述的各方面和/或各示例性实施例中的任何一个的轴承单元。
本发明的该第二方面的效果和特征基本上类似于以上就本发明的第一方面所述的那些。
作为示例，该轴承单元可以布置成用于支撑所述流体机械应用的轴的径向力和轴向力。通常，该轴以转子轴的形式被提供，其可操作地连接至成组的涡轮机叶片，从而转子轴能够支撑涡轮机叶片的旋转运动。在实施例中，流体机械应用的轴承单元的内圈在旋转时，而外圈相对于流体机械应用是静止的。在另一实施例中，流体机械应用的轴承单元的外圈在旋转时，而内圈相对于流体机械应用是静止的。
根据本发明的第三方面，提供了在流体机械应用中使用根据如上所述的各方面和/或各示例性实施例中的任何一个的轴承单元。该轴承单元配置成用于支撑轴向和径向载荷以及流体机械应用中的轴的倾覆力矩。
本发明的该第三方面的效果和特征基本上类似于以上就本发明的第一方面和第二方面所述的那些。
该流体机械应用可以是水平或近似水平类型的。除了包括可操作地连接至成组涡轮机叶片的转子轴之外，流体机械应用可以包括用于支撑转子轴的非旋转支撑结构。该支撑结构可以布置成安装至涡轮机机舱框架。在本发明的这方面，所述轴承单元可以布置成在第一支撑点相对于该支撑结构支撑转子轴。
如上面所提到，该轴承单元可以设置有第一内圈、第一外圈、以及布置在所述内外圈之间的中间配置中的成组第一滚动元件。另外，轴承单元可以设置有第二内圈、第二外圈、以及布置在所述第二内外圈之间的中间配置中的成组第二滚动元件。如果该流体机械应用设置有第一内圈和第二内圈，则所述转子轴装置还可以包括连接部分，用于将第一内圈和第二内圈固定至转子轴。
作为示例，所述连接部分可以包括用于所述第一和第二内圈中的任何一个的内支撑面的径向外支撑面。
此外，或可选地，通过被驱动到该连接部分中的扩展构件，该连接部分的径向外支撑表面可以沿径向向外扩展，用于固定任何内圈。这样，可以提供转子轴装置的改进且更有效的安装。更具体地，通过由采用扩展构件沿径向向外扩展该连接部分来将轴承单元的内圈中的任何一个固定至例如转子轴或支撑结构的连接部分，可以提供该连接部分与所述内圈中的任何一个之间的压力配合。由此，在连接部分扩展之前，内圈可以有利地布置在正确位置，并且相对于连接部分对准。因此，可以通过在安装过程中将定位步骤与对准步骤分开来显著地促进安装。
作为示例，由扩展构件提供的、在径向向外方向上的连接部分的扩展在1至2000微米之间，或者在5至500微米之间。
根据一个示例性实施例，所述连接部分可以由转子轴形成。由此，轴承单元的内圈被牢固地连接至由非旋转周边支撑结构支撑的转子轴，其中，所述连接部分形成转子轴的一部分。
根据另一示例性实施例，所述连接部分可以由支撑结构形成。由此，轴承单元的内圈被牢固地连接至支撑结构，比如径向外周中空转子轴或毂的径向内非旋转支撑结构，其中，所述连接部分形成支撑结构的一部分。
根据本发明的另一示例性实施例，还涉及一种风力涡轮机装置，其包括风力涡轮机转子轴装置和机舱框架，其中，所述转子轴由机舱框架支撑，并且通过第一壳体结构而被安装至该机舱框架。
通过研究所附的权利要求书及下面的说明书，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员可以意识到的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的不同特征可以被组合，以创建与下面所述的实施例不相同的实施例。例如，本发明的不同优点的上述说明主要描述的是用于风力涡轮机转子装置的轴承单元，但是，当所述流体机械应用是水涡轮机装置或推进涡轮机装置时，本发明的各种实施方式当然也是适用的。
附图说明
下面，通过示例并参照附图，对本发明的实施例进行说明，其中：
图1是根据本发明的用于流体机械应用的轴承单元的示例性实施例的示意性剖视图，其中，该轴承单元包括双列轴承；
图2a是根据本发明的流体机械应用的示例性实施例的示意性侧视图，其中，该流体机械应用是风力涡轮机转子轴装置；
图2b是根据本发明的流体机械应用的另一示例性实施例的示意性侧视图，其中，该流体机械应用是风力涡轮机转子轴装置；
应当理解的是，附图不是按真实比例绘制的，正如由本领域技术人员很容易理解的那样，不同于图中所示的尺寸在本发明的范围之内是同样可能的。此外，应该很容易理解的是，附图中的一些细节可能相比于其他细节而被夸大。另外，通过除去与轴承单元的旋转对称性相关的一些细节，对一些附图进行了简化。
具体实施方式
下面，参照附图，在下文中对本发明进行更充分地说明，其中在附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可以体现为许多不同的形式，并且不应被解释为仅限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例被提供用于完整性和完备性。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
下面参照各个附图，特别是参照图1，示出了根据本发明实施例的用于流体机械应用的轴承单元。
虽然下面的描述是基于风力涡轮机装置，但本发明还可以在水涡轮机装置中实现。此外，本发明也可以在推进涡轮机装置中实现。如本文所用，术语“流体机械应用”因此指的是可以从流体(液体或气体)的连续移动流中提取能量的任何装置，并且适于支撑径向力以及相当大的轴向力，至少在流体机械应用的轴的一个方向上。
图2a和2b示意性地示出了布置在以风力涡轮机装置100、100'的形式的流体机械应用中的轴承单元。由于该轴承单元的配置，如将在下文中进一步描述，轴承单元能够支撑轴向力F1和径向力F2以及倾覆力矩M1和M2。
在图2a中，示出了风力涡轮机转子轴装置100，包括转子轴2，用于支撑成组的风力涡轮机叶片66。这里的转子轴2沿转子轴线A轴向延伸。转子轴2布置成可旋转地安装在机舱框架中，该机舱框架布置在具有水平或接近水平定向的转子轴的风力涡轮机的塔架状支撑结构的顶部。然而，风力涡轮机转子轴装置100并不限于水平型定向，而且还可以用于具有倾斜或垂直型转子轴定向的风力涡轮机应用。转子轴的定向相对于其在可操作的风力涡轮机的机舱框架中的预期安装的操作位置而得以限定。
这里的转子轴2经由毂单元71而可操作地连接至成组的风力涡轮机叶片66，由此该转子轴能够支撑涡轮机叶片66的旋转运动。
如在图2a中进一步所示，转子轴2在支撑点33通过轴承单元1而被支撑至风力涡轮机机舱壳体74。
通过将轴承单元1布置在风力涡轮机转子轴装置100中，轴承单元1能够沿轴向定位转子轴并且能够相对于壳体结构和机舱框架将其固定。
更具体地，这里的风力涡轮机转子轴装置在支撑点33设有非旋转壳体结构30，用于相对于风力涡轮机机舱框架74支撑转子轴2。例如，壳体结构30可以或是机舱框架结构的一部分或是机舱框架结构的单独部分，但是是其不可或缺的部分)。
该装置100布置在所述风力涡轮机框架结构中或者在位于塔状支撑构件75的壳体74中。
在图2a所示的示例性实施例中，这里的转子轴2直接联接至发电机73，而不会采用齿轮箱来改变转子轴的转速。在该示例性实施例中，发电机73沿径向布置在轴承单元1之外。
然而，轴承单元1可以以若干种不同的方式布置。因此，在另一示例性实施例中，如图2b所示，这里的转子轴2连接至齿轮箱72，用于在将转子轴2的旋转联接至发电机73之前改变转子轴2的转速。除了在风力涡轮机转子轴装置的技术特点方面的这种差异之外，如图2b所示的示例性实施例可以包括就图1和图2a中的示例性实施例所提到的特征和/或方面中的任何一个。
虽然在附图中未示出，但是轴承单元1可以通过扩展构件而被可操作地固定至转子轴2的连接部分，以便将该轴承单元装配到转子轴上。
此外，根据风力涡轮机转子轴的设计，轴承单元1可以布置成基本上没有轴向间隙，或者可以布置成具有适当的轴向间隙，该轴向间隙是介于两个接触轴承11、31之间的裂口并且可以在从负值(预载)经由零至正值的范围内变化。
由于该组风力涡轮机叶片66的旋转运动，转子轴经受轴向力F1和径向力F2，如在转子轴2的轴向方向A上所看出。通过将根据本发明的轴承单元1布置在风力涡轮机转子轴装置100中，提供了一种用于有效支撑所述轴的径向力和轴向力的经过改进的且紧凑的技术解决方案。
具体参照图1，轴承单元1包括双列轴承10。该双列轴承10包括第一角自对准接触轴承11，其布置成靠近第二角自对准接触轴承31，用于定位和可旋转地支撑轴2。即，用于定位该轴，防止在轴向方向A和径向方向R上运动以及防止该轴倾覆运动。
通常，轴承单元1以单个轴承单元(其同具有定位成彼此相邻的两个独立轴承相比是不同的配置)的形式被提供。
通常，但不是必须的，这里的自对准第一角接触轴承11设置有第一内圈20和第一外圈21。如图1所示，所述第一内圈是无凸缘内圈，即该内圈没有导引凸缘。
如图1所示，所述外圈21沿径向定位在内圈20之外。
应当容易理解的是，第一内圈20在转子轴2的轴向方向上相对于第一外圈21通常是可移动的。
第一角自对准接触轴承11还具有第一组滚动元件，其由布置成第一列22的滚子15形成。布置成第一列是指所述第一组滚子15以列绕着转子轴2沿周向成列布置。
此外，第一组滚子15介于第一内圈的第一弯曲内滚道20a与第一外圈的第一弯曲外滚道21a之间。
然而，应当容易理解的是，第一弯曲内滚道20a可替代地可以直接形成在轴2的一部分中，因此不一定总是内圈的一部分。
如可以从图1中发现，每个滚子15是对称的圆筒形滚子，其具有弯曲的滚道接触面15a，该滚子可以与第一弯曲内滚道20a和第一弯曲外滚道21a接合(或接触)。
此外，第一角自对准接触轴承11的每个滚子15相对于轴2的轴向方向倾斜第一接触角α1。因此，每个滚子15相对于轴2的轴向方向倾斜，由此第一接触角α1形成如图1所示。换言之，第一接触角α1形成于每个滚子15与第一弯曲内滚道20a和第一弯曲外滚道21a中的任何一个之间，使得每个滚子相对于轴2的轴向方向倾斜。如图1所示，第一接触角α1限定为垂直于滚子15的中心轴线的直线7与转子轴2的中心轴线5(即平行于旋转平面的直线)之间的角度。直线7还表示产生的载荷沿其经由滚子元件15而从一个滚道21a传递至另一滚道20a的线。直线7，即垂直于滚子15的中心轴线，因此被认为代表滚子15的压力线。结果，第一角自对准接触轴承11的第一压力中心P1可以由第一组滚子15的滚子的中心轴线的法线7与转子轴5的中心轴线之间的交汇处限定。
第一角自对准接触轴承的接触角α1还可以限定为对称滚子15的旋转轴线与转子轴2的中心轴线5之间的角度。
第一角自对准接触轴承的第一接触角α1的值应适当选择。然而，为了提供倾斜的第一角自对准接触轴承，该角度不能等于0度或90度，这从图1中清楚地理解。作为示例，第一接触角α1的值可以在10-60度之间。图1中的第一接触角α1的值约为45度。
因此，第一角自对准接触轴承11具有显著的倾斜接触角。这样，滚子15布置成与弯曲内滚道20a和弯曲外滚道21a合作，用于支撑轴向力F1和径向力F2。通过滚子15的此倾斜配置，可以限制轴2相对于第一角自对准接触轴承11的轴向运动。在滚子15的操作过程中，显著的倾斜接触角有助于第一角自对准接触轴承11的改进的轴向载荷承载能力。因此，所述第一角自对准接触轴承11被认为是自对准的。
此外，第一角自对准接触轴承11的配置允许轴承单元减小的或者尽可能小的轴向与径向宽度。第一角自对准接触轴承11的角自对准能力还优于传统的轴承，因为该倾斜的角自对准接触轴承需要较小的制造精度，同时保持将轴承单元简单安装在流体机械应用中。
具有与所述第一角自对准接触轴承的配置相对应配置的轴承有时可以表示为SAT(自对准环面)轴承。SAT轴承还可以由大于零(x>0)的距离X限定(或区别)。该距离X由转子轴中心轴线5与滚子的中心轴线的法线7之间的距离来限定。
类似于第一角自对准接触轴承的配置，第二角自对准接触轴承31也是自对准轴承。换句话说，第二角自对准接触轴承31具有第二组滚动元件，其由布置成第二列32的滚子35形成。布置成第二列是指所述第二组滚子35以列绕着转子轴2沿周向成列布置。通常，但不是严格必须地，这里的第二角自对准接触轴承31设置有第二内圈40和第二外圈41。如图1所示，所述第二内圈是无凸缘内圈，即该第二内圈没有导引凸缘。
如图1所示，外圈21沿径向定位在内圈20之外。
如上面所提到，第一内圈20在轴向方向上相对于第一外圈21通常是可移动的。类似地，第二内圈40在转子轴的径向方向上相对于第二外圈40通常是可移动的。此外，应当容易理解的是，第一外圈21相对于第二外圈41通常是可移动的。
此外，第二组滚子35介于第二内圈40的第二弯曲内滚道40a与第二外圈41的第二弯曲外滚道41a之间。
在本发明的这一方面，应当容易理解的是，第二弯曲内滚道40a可替代地可以直接形成在轴2的一部分中。因此，第二弯曲内滚道40a不一定是内圈的一部分。
如可以从图1中发现，每个滚子35是对称的圆筒形滚子，其具有弯曲的滚道接触面35a，该滚子可以与第二弯曲内滚道40a和第二弯曲外滚道41a接合(或接触)。
另外，第二角自对准接触轴承31的每个滚子35相对于轴2的轴向方向倾斜第二接触角α2。因此，每个滚子35相对于轴2的轴向方向倾斜，由此第二接触角α2形成如图1所示。换言之，第二接触角α2形成于每个滚子35与第二弯曲内滚道40a和第二弯曲外滚道41a中的任何一个之间，使得每个滚子35相对于轴2的轴向方向倾斜。第二接触角α2限定为垂直于滚子35的中心轴线的直线7'与转子轴2的中心轴线5(即平行于旋转平面的直线)之间的角度。直线7'还表示产生的载荷沿其经由滚子元件35而从一个滚道41a传递至另一滚道40a的线。直线7'，即垂直于滚子35的中心轴线，因此被认为代表滚子35的压力线。结果，第二角自对准接触轴承31的第二压力中心P2可以由第一组滚子35的滚子的中心轴线的法线7'与转子轴5的中心轴线之间的交汇处限定。
第二角自对准接触轴承的第二接触角α2还可以限定为对称滚子35的旋转轴线与转子轴2的中心轴线5之间的角度。第二角自对准接触轴承的第二接触角α2的值应适当选择。然而，为了提供倾斜的第二角自对准接触轴承，该角度不能等于0度或90度，这从图1中清楚地理解。作为示例，第二接触角α2的值可以在10-60度之间。图1中的第二接触角α2的值约为45度。
因此，第二角自对准接触轴承31具有显著的倾斜接触角。这样，滚子35布置成与弯曲内滚道40a和弯曲外滚道41a合作，用于支撑轴向力F1和径向力F2。通过滚子35的此倾斜配置，可以限制轴2相对于第二角自对准接触轴承31的轴向运动。在滚子35的操作过程中，显著的倾斜接触角有助于第二角自对准接触轴承31的改进的轴向载荷承载能力。因此，所述第二角自对准接触轴承31被认为是自对准的。
此外，第二角自对准接触轴承31的配置允许轴承单元减小的或者尽可能小的轴向与径向宽度。第二角自对准接触轴承31的角自对准能力还优于传统的轴承，因为该倾斜的角自对准接触轴承需要较小的制造精度，同时保持将轴承单元简单安装在流体机械应用中。
如图1进一步所示，第一角自对准接触轴承11的每个滚子15相对于第二角自对准接触轴承31的每个滚子35是倾斜的。这样，第一角自对准接触轴承11的第一压力中心P1偏移于第二角自对准接触轴承31的第二压力中心P2。换句话说，沿着转子轴5的中心轴线，在第一组滚子的滚子中心轴线的法线7(第一压力线)与第二组滚子的滚子中心轴线的法线7'(第二压力线)之间没有交叉点。这种配置的一个主要技术效果在于，这两个压力中心7和7'之间的大的轴向距离允许双列轴承承载倾覆力矩。
在一个示例性实施例(虽然未示出)中，第一接触角α1的值可以不同于第二接触角α2的值。这样，该轴承单元可以设有非对称的列，即第一组滚子的第一列的倾斜不同于第二组滚子的第二列的倾斜。具有此配置的一个优点是，该轴承单元的尺寸可以调整成满足特定风力涡轮机装置的需求。换言之，轴承单元的尺寸可以保持在最小。
再次转向如图1所示的示例性实施例，并且如上所述，第一弯曲内滚道20a可以布置在第一角自对准接触轴承11的第一内圈20中。类似地，第一弯曲外滚道21a可以布置在第一角自对准接触轴承11的第一外圈21中。这样，外圈21围绕着内圈20，从而由滚子15形成的成组滚动元件布置在第一内圈20和第一外圈21之间的中间配置中。此外，第二弯曲内滚道40a可以布置在第二角自对准接触轴承31的第二内圈40中。类似地，第二弯曲外滚道41a可以布置在第二角自对准接触轴承31的第二外圈41中。这样，第二外圈41围绕着第二内圈40，从而由滚子35形成的成组滚动元件布置在第二内圈40和第二外圈41之间的中间配置中。
在另一示例性实施例(未示出)中，第一弯曲外滚道21a和第二弯曲外滚道41a可以布置在相同的外圈中。因此，该双列轴承可以设置有具有两个弯曲外滚道的单个外圈，一个滚道用于第一组滚子15，第二个滚道用于第二组滚子35。在本发明的这方面，第一角自对准接触轴承11和第二角自对准接触轴承31配置成共享外圈。
此外，轴承单元1的每一侧还可以通过密封件(未示出)来密封。该密封件可以设置成单件均质部件的形式，与所述轴承套圈的材料相比，其通常由较软的材料制成。这种材料可以是橡胶或任何合适类型的塑料材料。这意味着，同常规的轴承密封件相比，生产成本可以保持很低，常规的轴承密封件往往是由不同材料(橡胶和金属增强件)部件构成。
在本发明的上下文中，这里的第一角接触自对准轴承和第二角自对准接触轴承设置有分隔在这两个角接触轴承之间的间隙。
在所示的示例性实施例中，第一角自对准接触轴承11的弯曲外滚道21a和第二角自对准接触轴承31的弯曲外滚道41a面对彼此远离，如在轴向方向A上所看出。换言之，成对的第一角自对准接触轴承11和第二角自对准接触轴承31安装在所谓的背靠背装置中，有时也被称为O形装置。
然而，应当容易理解的是，第一角自对准接触轴承11的弯曲外滚道21a可以朝向第二角自对准接触轴承31的弯曲外滚道41a，如在轴向方向A上所看出。这有时表示为所谓的面对面布置或X形布置。
在图2a或2b所示的示例性实施例中，这里的第一角自对准接触轴承11和第二角自对准接触轴承31进一步容纳在轴承壳体8中。该轴承壳体8整体地形成在布置成被安装在机舱框架中的壳体结构单元中。
由于本发明的轴承单元，提供了一种具有优化的内部几何形状的轴承单元，而赋予最大的径向和轴向载荷承载能力。本发明在某种意义上是进一步牢固的，也就是该轴承单元对于因重载荷而由轴或壳体变形引起的未对准是较不敏感的。由于第一角自对准接触轴承和第二角自对准接触轴承是不可分离的(布置成彼此相邻)并准备安装在流体机械应用中，所以轴承单元的安装得以简化，从而使得能够设计出更加有效且紧凑的流体机械。
特别是，轴承单元的自对准能力被优化。由此，可以以简单而有效且可靠的方式支撑轴向和径向载荷。本发明的轴承单元从而配置成用于允许角度局部未对准，比如所述各圈的绞拧或扭曲。
在另一示例性实施例中，本发明可以具有两列滚子，这两列滚子共享设置有共同凹球面滚道的共同外圈，而内圈设置有与轴承轴线形成角度的两个凹球面滚道。外滚道的曲率中心与轴承中心一致。自对准滚子轴承是自调整的，并且其不会受到轴和轴承座的非定心或轴变形挠曲的影响，所以其可以补偿由这些原因所引起的同心度误差。除了受到径向载荷，这种类型的轴承还可能承受双向的轴向载荷及其组合载荷。载荷承载能力大，且轴承单元设置有优选的耐冲击能力。
虽然已经就特定转子装置的特定组合对本发明进行了说明，但应当容易理解的是，使用轴承单元还可以组合在其它流体机械应用中，这对于本领域技术人员在研究本申请时是很明显的。因此，本发明的示例性实施例的上述描述以及附图被认为是本发明的非限制性示例，且保护范围由所附的权利要求限定。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
附图标记列表
1 轴承单元
2 转子轴
5 转子轴中心轴线
7、7' 第一滚子、第二滚子的中心轴线的法线——第一、第二压力线
8 轴承壳体
10 双列轴承
11 第一角自对准接触轴承
15 由滚子形成的第一组滚动元件
15a 弯曲滚道接触面
20 第一内圈
20a 第一弯曲内滚道
21 第一外圈
21a 第一弯曲外滚道
22 第一列滚子
30 非旋转壳体结构
31 第二角自对准接触轴承
32 第二列滚子
33 支撑点
35 由滚子形成的第二组滚动元件
35a 弯曲滚道接触面
40 第二内圈
40a 第二弯曲内滚道
41 第二外圈
41a 第二弯曲外滚道
66 风力涡轮机叶片
71 毂单元
72 齿轮箱
73 发电机
74 机舱壳体
75 塔状支撑结构
100 流体机械应用——例如风力涡轮机转子轴装置
α1 第一接触角
α2 第二接触角
A 轴向方向
F1 轴向力
F2 径向力
P1 第一压力中心
P2 第二压力中心

Claims (14)

1.一种用于具有双列轴承(10)的流体机械应用(100)的轴承单元(1)，所述双列轴承(10)包括：
第一角自对准接触轴承(11)，其布置成靠近第二角自对准接触轴承(31)，用于定位并可旋转地支撑轴(2)；
所述第一角自对准接触轴承(11)具有由滚子(15)形成的第一组滚动元件，所述滚子(15)布置成第一列(22)并且介于第一弯曲内滚道(20a)和第一弯曲外滚道(21a)之间，其中，每个滚子(15)是对称的圆筒形滚子，具有与所述第一弯曲内滚道(20a)和第一弯曲外滚道(21a)接合的弯曲滚道接触面(15a)，并且
其中，所述第一角自对准接触轴承(11)的每个滚子(15)相对于轴(2)的轴向方向倾斜第一接触角(α1)；
由此，所述滚子(15)布置成与所述第一弯曲内滚道(20a)和第一弯曲外滚道(21a)合作，用于支撑轴向力(F1)和径向力(F2)；以及
其中所述第一角自对准接触轴承没有导引凸缘；
所述第二角自对准接触轴承(31)具有由滚子(35)形成的第二组滚动元件，所述滚子(35)布置成第二列(32)并且介于第二弯曲内滚道(40a)和第二弯曲外滚道(41a)之间，其中，每个滚子(35)是对称的圆筒形滚子，具有与所述第二弯曲内滚道(40a)和第二弯曲外滚道(41a)接合的弯曲滚道接触面(35a)，并且
其中，所述第二角自对准接触轴承(31)的每个滚子(35)相对于轴(2)的轴向方向倾斜第二接触角(α2)；
由此，所述滚子(35)布置成与所述第二弯曲内滚道(40a)和第二弯曲外滚道(41a)合作，用于支撑轴向力(F1)和径向力(F2)；以及
其中所述第二角自对准接触轴承没有导引凸缘；
其中，所述第一角自对准接触轴承(11)的每个滚子(15)相对于所述第二角自对准接触轴承(31)的每个滚子(35)是倾斜的，使得第一角自对准接触轴承(11)的第一压力中心(P1)偏移于第二角自对准接触轴承(31)的第二压力中心(P2)；
所述轴(2)是转子轴，该转子轴可操作地连接至涡轮机叶片(66)，由此，所述转子轴能够支撑所述涡轮机叶片(66)的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的轴承单元(1)，其中，该轴承单元(1)是单个轴承单元。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的轴承单元(1)，其中，所述第一弯曲内滚道(20a)布置在所述第一角自对准接触轴承(11)的第一内圈(20)中，
并且/或者其中，所述第一弯曲外滚道(21a)布置在所述第一角自对准接触轴承(11)的第一外圈(21)中。
4.根据前述权利要求3所述的轴承单元(1)，其中，所述第二弯曲内滚道(40a)布置在所述第二角自对准接触轴承(31)的第二内圈(40)中，
并且/或者其中，所述第二弯曲外滚道(41a)布置在所述第二角自对准接触轴承(31)的第二外圈(41)中。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的轴承单元(1)，其中，所述第一弯曲内滚道(20a)布置在第一内圈中，所述第二弯曲内滚道(40a)布置在第二内圈中，而所述第一弯曲外滚道(21a)和所述第二弯曲外滚道(41a)布置在一个单个的外圈中。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的轴承单元(1)，其中，所述第一弯曲外滚道(21a)布置在第一外圈中，所述第二弯曲内滚道(40a)布置在第二内圈中，而所述第一弯曲内滚道(20a)和所述第二弯曲内滚道(40a)布置在一个单个的内圈中。
7.根据前述权利要求1所述的轴承单元(1)，其中，所述第一角自对准接触轴承(11)的弯曲外滚道(21a)和所述第二角自对准接触轴承(31)的弯曲外滚道(41a)面对远离彼此，如在轴向方向(A)上所看出的那样。
8.根据权利要求1所述的轴承单元(1)，其中，所述第一角自对准接触轴承(11)的弯曲外滚道(21a)面向所述第二角自对准接触轴承(31)的弯曲外滚道(41a)，如在轴向方向(A)上所看出的那样。
9.根据前述权利要求1所述的轴承单元(1)，其中，所述第一角自对准接触轴承(11)和所述第二角自对准接触轴承(31)都容纳在轴承壳体(8)中。
10.一种流体机械(100、100')，所述流体机械是风力涡轮机装置或水涡轮机装置或推进涡轮机装置，其包括根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1)。
11.根据权利要求10所述的流体机械(100、100')，其中，所述轴承单元(1)布置成用于支撑轴(2)的径向力和轴向力。
12.根据权利要求11所述的流体机械(100、100')，其中，所述轴(2)是转子轴，该转子轴可操作地连接至涡轮机叶片(66)，由此，所述转子轴能够支撑所述涡轮机叶片(66)的旋转运动。
13.根据权利要求12所述的流体机械(100、100')，还包括沿径向布置在所述轴承单元(1)之外的发电机(73)。
14.一种轴承单元，所述轴承单元是根据权利要求1至9中任一项所述的轴承单元(1)，该轴承单元(1)用于支撑如权利要求10至13其中之一所述的流体机械(100、100')中的轴(2)的径向力和轴向力。
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