CN106471267A - 混合轴承、包括混合轴承的风力发电机、混合轴承的使用以及操作方法 - Google Patents

混合轴承、包括混合轴承的风力发电机、混合轴承的使用以及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了混合轴承(20)、包括此混合轴承(20)的风力发电机、混合轴承(20)的使用以及操作此混合轴承(20)的方法。混合轴承(20)包括流体动力摩擦轴承(22)与滚动轴承(24)。两个轴承(22,24)都与支撑结构(26)配合并且可旋转地支撑轴(28)。为了避免流体动力轴承(22)的滑动表面(73,75)之间的接触，辅助滚动轴承(24)在低速下通过确保最小润滑间隙(71)接收载荷，例如在启动和关停期。在达到一定旋转速度时，流体动力轴承(22)接收承载载荷。不需要主动供给润滑剂以在低速下将轴颈轴承(22)操作为静压轴承。轴承(22,24)可以平行或并联布置。

Description

混合轴承、包括混合轴承的风力发电机、混合轴承的使用以及 操作方法
技术领域
本发明涉及包括流体动力摩擦轴承与滚动轴承的混合轴承。本发明还涉及包括混合轴承的风力发电机以及混合轴承的使用。此外，本发明涉及操作混合轴承的方法。
背景技术
在风力发电机中，主轴将转子轮毂与齿轮连接，这驱动发电机以产生电流。主轴频繁地通过摩擦轴承或滑动轴承支撑。主要存在两种类型的摩擦轴承，流体静压轴承与流体动力轴承。流体动力润滑轴承应用外部油泵以在润滑间隙中建立足够的润滑膜。在流体动力摩擦轴承中，在支承面与轴颈之间的加压油膜通过基于轴颈或轴的旋转的流体动力作用保持。然而，当流体动力摩擦轴承中的轴的旋转启动或者关停时，滑动表面之间的润滑可能是不充分的。存在一定临界旋转速度，需要达到该速度以便建立具有最小厚度的润滑膜。当启动或关停例如包括用于支撑主轴的流体动力摩擦轴承的风力发电机时，这可能导致混合摩擦状态。然而，混合摩擦状态在基本上无磨损摩擦轴承中造成磨损。在全部情形中都不能避免滑动表面的接触。除此以外，在轴的低旋转速度下，由于在低转速下流体动力摩擦轴承通常不是无间隙的，因此不存在主轴的无间隙支撑。
在尤其是用于支撑风力发电机中的主轴的传统的轴承中，在启动与关停期间，流体动力摩擦轴承操作为流体静压摩擦轴承。这避免了滑动表面之间的接触并且使轴承中的间隙最小化。然而，这要求高压润滑系统将润滑剂供给到轴承的润滑间隙。这代表技术复杂并且有时成本密集型解决方案。
文献US3,708,215公开了一种包括摩擦轴承与滚动轴承的混合轴承。当支撑的轴开始与停止旋转时，轴承载荷从滚动轴承转移到摩擦轴承并且返回到滚动轴承。通过升高或降低摩擦轴承的润滑间隙中的压力执行滚动轴承与摩擦轴承之间的转换。然而需要主动油加压系统，这还代表技术复杂以及相当昂贵的解决方案。
因此期望的是具有不那么复杂、可靠且经济的轴承。特别地，轴承应该适于接收高载荷，例如当应用其支撑风力发电机中的主轴时。
发明内容
本发明的目的是提供增强的混合轴承与包括此轴承的增强的风力发电机。此外，本发明的目的是提供操作混合轴承的增强方法以及混合轴承的有利使用。
在本发明的一个方面中，提供了包括流体动力摩擦轴承与滚动轴承的混合轴承。两个轴承都与支撑结构配合并且支撑轴。流体动力摩擦轴承是被动流动动力轴承。换句话说，混合轴承无需将润滑剂主动供给到流体动力摩擦轴承中的润滑间隙。特别地，混合轴承不包括可以使流体动力摩擦轴承中的润滑剂主动地加压的油泵或者另一个油供给系统。
这有利地增加了混合轴承的可靠性并且潜在地降低了用于维护的要求。当与应用主动系统用于给润滑剂加压的摩擦轴承比较时，根据本发明的方面的混合轴承的设计技术上较简单，在于其要求较少的主动控制部分，例如没有主动油供给系统。特别地，当混合轴承安装在海上风力发电机中时，减少的用于维护的要求显著地降低了维修费用。此外，具有基本上彼此独立的流体动力摩擦轴承与滚动轴承的混合轴承的设计允许轴承中的每个单独地替换。这有利地简化了混合轴承的维护。
根据本发明的有利实施方式，滚动轴承是预张紧的。该滚动轴承被预张紧，使得预紧力施加在轴上，其中此预紧力具有至少基本上等于或大于摩擦轴承的最小能力载荷的值。有利地，例如在启动与关停轴的旋转期间，例如在启动与关停风力发电机期间，滚动轴承支撑此轴。当达到轴的一定旋转速度时，流体动力摩擦轴承接收轴承载荷。在较低速度下，滚动轴承支撑此轴。除此以外，由于通过预张紧滚动轴承将预定的预紧力施加在轴上，因此轴承即使在低的旋转速度下也是无间隙的。施加的预紧力的值确保在全部操作条件下，在摩擦轴承的润滑间隙中存在最小厚度润滑膜。这避免了通常造成了轴承中的不期望的磨损的滑动表面之间的接触。
根据本发明的另一个实施方式，预紧力设置为至少等于在轴的最大旋转速度下的摩擦轴承的最小能力载荷的值。此预紧力的特定值确保摩擦轴承的支承面彼此不接触并且不会发生混合摩擦状态。
为了调节预张紧，混合轴承有利地包括调节装置。该调节装置构造为调节预张紧量。调节装置通常地是致动器。它构造为将预紧力调节到适当的预定值，然而该预定值在混合轴承的操作期间保持恒定。例如，一旦当在风力发电机中实施混合轴承时，就调节此调节装置。其可以例如是固定的中间构件，调节螺钉或者可调节楔状部件。
根据本发明的有利实施方式，流体动力摩擦轴承与滚动轴承平行布置。此轴承是平行的，使得两者联接到支撑结构并且可旋转地支撑此轴。换句话说，此轴承的相应一个的静止部分刚性地固定或安装在支撑结构上并且可移动部分随着轴旋转。相对于摩擦轴承，例如可以将套管直接地安装在支撑结构上。在具有布置在内环与外环之间的滚动元件的滚动轴承中，例如，内环随着轴旋转并且外环刚性地固定在支撑结构上。
根据本发明的此实施方式的混合轴承还可以包括至少一个致动器，其构造为使流体动力摩擦轴承与滚动轴承中任一个或两个的轴承部分移动。特别地，此致动器是液压致动器。包括电机驱动致动器的多种其它类型的致动器可能是适合的。
例如，滚动轴承包括支撑滚动轴承的滚动元件的第一致动器。第一致动器构造为使滚动元件朝向与远离与滚动元件配合的支承面移动。有利地，当轴开始旋转时，滚动元件可以朝支承面移动。类似地，当轴未旋转时，可以通过滚动轴承支撑此轴。当例如启动包括混合轴承的风力发电机时，滚动轴承使摩擦轴承免受载荷，直到达到足够高的旋转速度。当此轴以标定速度的一定百分比旋转时，可以通过收回第一致动器将滚动元件移开支承面。流体动力摩擦轴承然后将接收轴的全部载荷。在根据本发明的此实施方式的混合轴承中，可以实现轴承部件的最小磨损。滚动轴承仅在其中混合轴承受到相对低的载荷的操作条件下使用。此外，滚动轴承的操作时间是非常有限的。
在本发明的又一个有利的实施方式，滑动轴承包括第二致动器。该第二致动器构造为相对于相对的滑动表面使流体动力摩擦轴承的滑动表面移动。特别地，此轴承包括承载流体动力摩擦轴承中的滑动表面中的一个的滑动块。通过第二致动器驱动此滑动块，其中它是可伸展与可收回的。有利地，当轴的旋转速度对于流体动力轴承的流体动力操作足够高时，定位在滑动块上的滑动表面可以朝向相对(配合)的滑动表面移动。由于此动作，滑动轴承将接收轴的载荷的大部分。由此此滚动轴承免受载荷。这将使得滚动轴承24中的磨损最小化。
应该理解的是，混合轴承可以包括用于不止一个第一致动器以移动不止一个滚动元件。类似地，混合轴承可以包括不止一个第二致动器以便移动不止一个滑动块。
在本发明的此外另一个实施方式中，此摩擦轴承与滚动轴承串联联接。两个轴承中的一个支撑轴并且另一个抽成联接到支撑结构。联接到支撑结构的轴承接收来自支撑此轴的轴承的载荷。它将此载荷传送到支撑结构。在本发明的有利实施方式中，滚子轴承支撑此轴并且摩擦轴承联接到支撑结构。在混合轴承的此设计中，当与滚动轴承相比时，流体动力摩擦轴承经历较高的周向速度。这是由于流体动力摩擦轴承以比滚动轴承更大的半径布置的事实。此半径可以是轴承的相应一个与支撑轴的中心轴线之间的距离。由于高的周向速度，摩擦轴承将能够在轴的低转数下接收载荷。此相对较低的旋转速度与其中摩擦轴承与滚动轴承以相同半径布置的情形比较。
在本发明的另一个实施方式中，混合轴承是径向轴承、推力轴承或者轴径向轴承。类似地，这适用于滚动轴承与流体动力摩擦轴承。
根据本发明的另一个有利方面，提供了具有包括主轴的驱动机构的风力发电机。主轴通过根据本发明的方面的混合轴承支撑。特别地，风力发电机可以是海上风力发电机。混合轴承的关于维护的适度要求、高可靠性与磨损耐性，使其尤其适合应用于风力发电机中，此外特别适用于海上风力发电机中。根据本发明的方面的风力发电机的其它方面与优点与关于混合轴承涉及的方面与优点类似。由此，这些将不重复。
在本发明的又一个方面中，提供了混合轴承的有利的使用。根据本发明的混合轴承用于支撑风力发电机、尤其海上风力发电机中的驱动机构中的主轴。再次，混合轴承的使用的其它方面与优点与关于混合轴承涉及的方面与优点类似，并且将不再重复。
根据本发明的另一个有利方面，提供了用于操作混合轴承的方法。混合轴承包括流体动力摩擦轴承与滚动轴承。流体动力摩擦轴承与滚动轴承平行布置，使得两个轴承都联接到支撑结构并且可旋转地支撑轴。此外，混合轴承包括至少一个致动器，其构造为使流体动力摩擦轴承与滚动轴承中的任一个或两个的轴承部分移动。当启动或关停此轴的旋转时，至少一个致动器伸展或收回。
特别地，通过第一致动器支撑滚动轴承的滚动元件。第一致动器构造为使滚动元件朝向与远离与滚动元件配合的支承面移动。当此轴开始旋转并且第一预定启动期结束时，收回第一致动器。这通常地适用于其中启动具有根据本发明的方面的混合轴承的风力发电机的情形。当轴减速时，例如当风力发电机关停并且第一预定关停期结束时，第一致动器收回。
有利地，流体动力轴承在初始启动期以后接收轴的载荷。通过使滚动元件朝向与远离配合支承面移动来控制流体动力操作与滚动轴承操作之间的转换。
此外，当流体动力摩擦轴承包括构造为使承载流体动力摩擦轴承的滑动表面的一个的滑动块移动的第二致动器时，第二致动器使滑动块朝向与远离支承面移动。相应地根据第二启动期与第二关停期执行此移动。当轴开始旋转并且第二启动期结束时，滑动块伸展。类似地，当轴减速并且第二预定关停期结束时，第二致动器收回滑动块。
滑动块的操作控制其中流体动力轴承接收轴的载荷的操作状态与其中混合轴承作为滚动轴承操作的操作模式之间的转换。通过使滑动块朝向与远离配合支承面移动来控制两种状态之间的转换。
第一预定启动与关停期以及第二预定启动与关停期可以根据轴的旋转速度。然而，还可能的是预定的时间段，例如在信号指示启动或停止风力发电机以后的几秒，限定所述启动期与关停期。
用于操作混合轴承的方法的其它优点与已经相对于混合轴承涉及的优点类似，并且将不再重复。
附图说明
参照附图通过本发明优选实施方式的下面的描述产生本发明的其它方面与特征，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的简化的海上风力发电机；
图2和图3示出了根据本发明的实施方式的混合轴承的构思，其中滚动轴承与流体动力轴承平行地布置；
图4是滚动轴承的刚性轮廓的简化草图，其可以应用在根据本发明的实施方式的混合轴承中；
图5和图6是示出根据本发明的实施方式的混合轴承的简化示意图，该轴承适于支撑风力发电机的驱动机构中的主轴，其中附图表示混合轴承的不同操作状态；
图7和图8是示出根据本发明的实施方式的混合轴承的简化细节图；混合轴承具有平行布置的滚动轴承与流体动力轴承，并且所绘混合轴承构造为轴径向轴承以支撑风力发电机的驱动机构中的主轴；
图9示意性示出了根据本发明的另一个实施方式的混合轴承的另一个构思，其中滚动轴承与流体动力摩擦轴承串联布置；
图10是示出根据本发明的实施方式的混合轴承的简化示意图；此混合轴承具有串联布置的滚动轴承与流体动力摩擦轴承，其中应用混合轴承以支撑风力发电机的驱动机构中的主轴；
图11和图12是示出根据本发明的另一个实施方式的操作混合轴承的方法的简化流程图。
具体实施方式
图1是风力发电机2的简化立体图。通过实例的方式，风力发电机2是海上风力发电机。它包括承载转子叶片6的转子轮毂4。例如塔架的支撑结构8承载吊舱(不可见)并且基于海10中的适当的水下地基。
风力发电机2的主轴通过转子轮毂4驱动。主轴进一步联接到齿轮，例如行星齿轮，以便传送通过转子轮毂4施加在主轴上的转矩到驱动轴，该驱动轴进一步联接到发电机以便产生电流。
风力发电机2的主轴通过包括滚动轴承与流体动力摩擦轴承的混合轴承支撑。
图2和图3的简化示意图示出了根据本发明的实施方式的混合轴承20的两个构思。本发明的此两个实施方式涉及其中流体动力摩擦轴承22与滚动轴承平行布置的混合轴承20的类型。换句话说，流体动力摩擦轴承22与滚动轴承24均联接到支撑结构26并且可旋转支撑可以是风力发电机2的主轴的轴28。
在图2的实施方式中，滚动轴承24被预张紧。图3的实施方式表示具有通过第一致动器32操作的可伸缩滚动元件72的混合轴承20。首先，将参照图2中示出的类型的轴承。下面将进一步说明图3中示出的混合轴承20的其它类型的进一步细节。
在图2的实施方式中，滚动轴承24的预紧力具有至少基本上等于或大于流体动力摩擦轴承22的最小能力载荷的值。特别地，滚动轴承24的预紧力设定为基本上等于或者大于在轴28的最大旋转速度下摩擦轴承22的最小能力载荷的值。例如，此最大旋转速度是根据其技术说明的在风力发电机2中的主轴的最大旋转速度。
图4是示出滚动轴承24的刚性轮廓40的简化草图，其可以应用在根据图2的实施方式的混合轴承20中。轴承载荷F是跨越支撑轴28的位移D的标绘。值Fmin是用于支撑轴28的最小要求能力载荷。这例如适用于其中风力发电机2关停或者缓慢旋转的情形。滚动轴承24被预张紧使得其朝向轴28移动位移D1。相对于滚动轴承的卸载位置确定此位移，然而，滚动元件在该卸载位置中与相应的支承面接触。此位移D1导致预紧力，该预紧力等于如通过滚动轴承24的刚性轮廓40限定的最小能力载荷Fmin。
在风力发电机2的操作过程中,混合轴承20受到等于或高于F1的载荷。在轴28的最大旋转处，流体动力摩擦轴承22建立了具有最小厚度的润滑膜，当载荷从最小载荷Fmin增加到载荷F1时，该最小厚度至少基本上等于滚动轴承24的位移。这通过图4中的Fmin与F1之间的距离X指示。当在混合轴承20上的载荷超过载荷F1时，流体动力摩擦轴承22将接收超过F1的值的附加载荷。换句话说，在滚动轴承24上的载荷是有限的，这相对于其磨损与寿命预期是有利的。
有利地，根据本发明的方面的混合轴承20是无间隙的。在轴28的低转数下，滚动轴承24接收载荷，直到流体动力摩擦轴承22中的润滑膜建立。然而，在通常地与较高载荷相应的被支撑的轴28的较高旋转速度下，滚动轴承24通过流体动力摩擦轴承22免受附加载荷。
在图5中，存在示出混合轴承20的简化示意图，其适于支撑风力发电机2的驱动机构中的主轴28。主轴28联接到转子轮毂4并且将来自转子轮毂4的转矩传送到齿轮50。齿轮50进一步联接到发电机52以便产生电流。风力发电机2的驱动机构安装在适当的支撑结构26上。滚动轴承24与流体动力摩擦轴承22平行地布置，使得两个轴承都通过支撑结构26支撑并且可旋转地支撑轴28。
图5示出了当轴28以低速，即以低转数旋转，或者静止时的操作状态。通过转子轮毂4施加的力F应该等于或者低于F1-Fmin。在此情形中，滚动轴承24接收旋转轴28的全部载荷，高达F1的值。
在图6中，存在与图5类似的另一个简化的示意图。然而，示出了在轴28的较高旋转速度下的操作模式。相同的附图标记适用于表示混合轴承20与驱动机构的相同部分。当转子轮毂4的载荷F高于F1与Fmin之间的差值时，作为F-F1的附加载荷被流体动力摩擦轴承22接收。滚动轴承24受到不超过F1的最大载荷。
在图7中具有示出混合轴承20的简化细节图，其构造为用于支撑尤其是风力发电机2的动力链中的主轴的轴28的轴径向轴承。轴28沿着主轴线A延伸并且设有外环70。外环与流体动力摩擦轴承22与滚动轴承24相互作用以支撑轴28。滚动轴承24包括相应地围绕第一轴线A1与第二轴线A2旋转的两个滚动元件72、74。第一轴线A1与第二轴线A2具有相对的斜角以便相应地提供用于外环70与轴28的轴径向支承。滚动轴承24再次被预张紧。利用调节装置76施加预张紧。在图7的实施方式中，该调节装置是环元件。调节装置76用于将期望的预紧力施加到保持第一滚动元件72与第二滚动元件74的支撑构件78。第一滚动元件72与第二滚动元件74进一步通过安装在支撑结构26上的支撑构件77支撑。
施加的预张紧确保流体动力摩擦轴承22的相对滑动表面73、75之间的最小润滑间隙71。
在图8中，具有根据本发明的另一个实施方式的混合轴承20的另一个简化细节图。此附图与图7的轴承类似，相同的部件提供以相同的附图标记。
根据本发明的此实施方式的流体动力摩擦轴承22包括第一滑动块82与第二滑动块84，其在以实线绘制的操作位置与以虚线绘制的收回位置之间是可移动的。滑动块82、84利用第二致动器在两个位置之间是可移动的。第二致动器可以是液压致动器，例如液压活塞或泵，其向中间流体通道88供给加压液压流体。为了操作滑动块82、84，外环70可以设有与沿着轴28的主轴线A延伸的中央流体通道88流体地联通的其它液压通道86。当利用中央致动器(未示出)向流体通道86、88供给加压液压流体时，朝向相应的滑动表面73驱动滑动块82、84。这通常地当轴28的转数足够高时执行，以便在润滑间隙中建立流体动力膜。由于附图的简化，在图8中未示出润滑间隙。滑动块82、84每个都具有形成流体动力摩擦轴承22的相对滑动表面75的表面。
通过伸展与收回滑动块82、84，由混合轴承20上的轴28受到的载荷可以从滚动轴承24转移到流体动力摩擦轴承22并且返回到滚动轴承24。当混合轴承20应用在风力发电机2中时，这是有利的。当风力发电机2启动时，首先通过滚动轴承24支撑此轴28。当转子轮毂4的旋转速度足够高以用于流体动力摩擦轴承22的操作时，滑动块82、84朝向滑动表面73伸展与推动。因此，流体动力摩擦轴承22接收轴28的载荷。
在图3中示出了混合轴承20的另一个概念，其提供了在滚动轴承24与流体动力摩擦轴承22之间转移载荷的选择。当与图8进行比较时具有在此轴承20后的另一个构思。图3中的混合轴承20包括流体动力摩擦轴承22与滚动轴承24，其中滚动轴承24包括第二致动器32。该第二致动器构造为使滚动元件72朝向与远离与滚动元件72配合的支承面34移动。滚动元件72通过示意性示出的支撑构件78支撑。第一致动器32，例如液压致动器，与此支撑构件78接合。当被支撑的轴28的转数足够高使得流体动力摩擦轴承22能够接收轴28的载荷，利用第一致动器32将滚动轴承24的滚动元件72收回。这将减小滚动轴承24中的磨损。由于流体动力轴承22将由此在风力发电机2的正常操作期间使用，因此这适用于大部分操作时间。
在图9中，具有示出根据本发明的另一个实施方式的混合轴承20的构思的另一个示意图。流体动力摩擦轴承22与滚动轴承24串联联接。滚动轴承24支撑轴28并且流体动力摩擦轴承22联接到支撑结构26。流体动力摩擦轴承22构造为接收来自支撑轴28的滚动轴承24的载荷，并且将此载荷传送到支撑结构26。轴28的主轴线A与流体动力摩擦轴承22之间的第二距离Z2大于滚动轴承24与主轴线A之间的第一距离Z1。当与滚动轴承24相比时，流体动力摩擦轴承22由此经历较高的周向速度。当与两个轴承22、24的反之亦然的构造相比时，这将在支撑轴28的较低转数下使流体动力膜有利地建立在润滑盖中。这使流体动力摩擦轴承22能够以相对低的旋转速度接收轴28的载荷。
在图10中，具有示出混合轴承20的简化的示意图，其根据图9的概念构造。轴承20应用为将主轴28支撑在风里发电机2的驱动机构中。此附图与图5和图6中的轴承类似，相同的部件设有相同的附图标记。流体动力摩擦轴承22构造为接收来自支撑轴28的滚动轴承24的载荷，并且将此载荷传送到支撑结构26。在轴28的主轴线A与流体动力摩擦轴承22之间的第二距离(仅出于清楚的原因未描绘)大于滚动轴承24与主轴线A之间的第一距离。当与滚动轴承24相比时，流体动力摩擦轴承22由此经历较高的周向速度。
在图11和图12中，具有根据本发明的实施方式的用于操作混合轴承20的方法的流程图。
在图11中示出的此方法尤其适用于根据图3的实施方式构造的混合轴承20。此流程图示出了一种情形，其中例如当风力发电机2启动时，轴28开始旋转，并且其中例如在风力发电机2的关闭期间，轴28减速并且停止旋转。
首先，将说明在风力发电机2的启动过程中操作混合轴承20的方法。
首先，轴28开始旋转(步骤S0、步骤S1)。随后地，确定第一启动期是否结束(步骤S2)。这可以通过获取被支撑的轴28的旋转速度或者用于其转数的值或者通过使用当启动风力发电机2时启动的定时器来执行。当第一启动期结束时，此方法跟随分支“是”，否则其跟随分支“否”，直到实现第一启动期结束的预定标准。
第一启动期选择为使得被支撑的轴28的旋转速度或者在流体动力摩擦轴承22的周向速度足够高使得所述轴承能够基于流体动力流体润滑膜的建立接收足够的载荷。当启动期结束时，滚动轴承24的滚动元件72收回(步骤S3)(此外参见图3)。换句话说，滚动元件72脱离配合的支承面34并且滚动轴承免受载荷。用于操作混合轴承20的方法在步骤S4中结束。
当旋转轴28减速时(步骤S0,S1)，检查是否第一关闭期结束。再次，这可以通过测量轴28的旋转速度来执行。滚动元件72伸展以便与轴的滑动表面34配合以便接收轴28的载荷(步骤S3)。在流体动力摩擦轴承22中的润滑膜可能在轴28的低旋转速度下变得不稳定。为了避免相应滑动表面73、75之间的接触和/或混合摩擦状态，第一致动器32是伸展的(还参见图3)。此外，滚动元件72的伸展避免了在低速下在混合轴承20中的间隙。自然地，这还适用于在旋转开始时的情形。
在图12中，具有示出操作混合轴承20，尤其是根据图8的实施方式的混合轴承20的方法的另一个流程图。
再次，将描述首先当启动时的情形以及其次当减速时的情形。类似于图11中的流程图，轴28开始旋转(步骤S0、步骤S1)并且确定第二启动期是否结束(步骤S5)。特别地，第一启动期与第二启动期几乎是相同的。类似于第一启动期，第二启动期相对于轴28的旋转速度也可以是预定时间跨度或者阈值。当在流体动力摩擦轴承22处的周向速度足够高以便在润滑间隙71(图7)中建立润滑膜时，滑动块82、84伸展(步骤S6)。因此，流体动力摩擦轴承22将接收轴28的载荷。此方法在步骤S4中结束，通常为当达到轴28的操作速度时。
还可以当旋转轴28减速时适用图12的流程图中示出的此方法。启动期(步骤S5)由关闭期代替。再次，这可以利用用于轴28的多次旋转的预定时间跨度或阈值确定。当轴28的旋转速度下降到一定阈值以下时，滑块82、84收回从而避免配合滑动表面73、75之间的接触。当收回滑动块82、84时，滚动轴承24将接收旋转轴28的载荷。
在本说明书的背景内，流体动力摩擦轴承22是被动液体动力轴承。换句话说，混合轴承22将润滑剂的主动供给分配到润滑间隙71。特别地，混合轴承22不包括可以使流体动力摩擦轴承22中的润滑剂主动地加压的油泵或者另一个油供给系统。
这有利地适用于本发明的全部实施方式。
根据本发明的实施方式的混合轴承20相对于维护具有高可靠性以及低要求。当与将主动系统适用于使润滑剂加压的摩擦轴承比较时，根据本发明的实施方式的混合轴承20的设计在技术上更简单在于其需要较少的主动控制部分。例如，其无需油供给系统。特别地，当混合轴承20安装在海上风力发电机2中时，减少的用于维护的要求显著地降低了维修费用。此外，具有基本上彼此独立的流体动力摩擦轴承22与滚动轴承24的混合轴承20的设计允许轴承22、24中的每个单独地被替换。这有利地简化了混合轴承20的维护。除此以外，即使在被支撑的轴28的低旋转速度下，混合轴承20也是无间隙的。
尽管已经参照特定的实施方式在上文中描述了本发明，但是本发明不限于这些实施方式并且毫无疑问技术人员将会想到属于如所要求的本发明的范围内的其它另选。

Claims (16)

1.一种混合轴承，其包括流体动力摩擦轴承与滚动轴承，其中，两个轴承与支撑结构配合并且支撑轴，其特征在于，所述流体动力摩擦轴承是被动流动动力轴承。
2.根据权利要求1所述的混合轴承，其中，所述滚动轴承被预张紧，并且其中，通过所述滚动轴承施加的预紧力的值至少基本上等于或者大于所述摩擦轴承的最小能力载荷。
3.根据权利要求2所述的混合轴承，其中，所述摩擦轴承的最小能力载荷是在所述混合轴承的最大旋转速度下的所述摩擦轴承的最小能力载荷。
4.根据权利要求2或3所述的混合轴承，其中，所述滚动轴承包括调节装置，该调节装置构造为调节所述预紧力的值。
5.根据上述权利要求中任一项所述的混合轴承，其中，所述流体动力摩擦轴承与所述滚动轴承平行布置，使得两个轴承都联接到所述支撑结构并且可旋转地支撑所述轴。
6.根据权利要求5所述的混合轴承，其包括至少一个致动器，所述至少一个致动器构造为移动所述流体动力摩擦轴承与所述滚动轴承中的任一个或两个的轴承部分。
7.根据权利要求6所述的混合轴承，其中，所述滚动轴承包括支撑所述滚动轴承的滚动元件的第一致动器，并且其中，所述第一致动器构造为使所述滚动元件朝向与远离与所述滚动元件配合的支承面移动。
8.根据权利要求6或7所述的混合轴承，其中，所述流体动力摩擦轴承包括第二致动器，该第二致动器构造为使所述流体动力摩擦轴承的滑动表面朝向与远离相对的滑动表面移动。
9.根据权利要求8所述的混合轴承，其中，所述流体动力摩擦轴承包括承载所述滑动表面的滑动块，其中，所述滑动块由所述第二致动器支撑与驱动，使得所述滑动块是可伸展与可收缩的。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的混合轴承，其中，所述摩擦轴承与所述滚动轴承串联联接，并且其中，所述两个轴承中的一个支撑所述轴并且另一个轴承联接到所述支撑结构，其中，联接到所述支撑结构的轴承接收来自支撑所述轴的轴承的载荷并且将所述载荷传送到所述支撑结构。
11.根据权利要求10所述的混合轴承，其中，所述滚动轴承支撑所述轴并且所述流体动力摩擦轴承联接到所述支撑结构。
12.一种具有包括主轴的驱动机构的风力发电机，其中，所述主轴通过根据上述权利要求中任一项所述的混合轴承支撑。
13.一种根据权利要求1至11中任一项所述的混合轴承的使用，用于支撑尤其是海上风力发电机的风力发电机中的驱动机构的主轴。
14.一种用于操作混合轴承的方法，该混合轴承包括流体动力摩擦轴承与滚动轴承，其中，所述流体动力摩擦轴承与滚动轴承平行布置，使得两个轴承都联接到支撑结构并且可旋转地支撑轴，其特征在于，所述混合轴承包括至少一个致动器，其构造为使所述流体动力摩擦轴承与所述滚动轴承中的任一个或两个的轴承部分移动并且所述方法包括在启动或关停所述轴的旋转期间伸展或收回所述至少一个致动器的步骤。
15.根据权利要求14所述的操作混合轴承的方法，其中，通过第一致动器支撑所述滚动轴承的滚动元件，所述第一致动器构造为使所述滚动元件朝向与远离与所述滚动元件配合的支承面移动，其中，所述方法包括当第一预定启动期结束时使所述第一致动器收回的步骤和/或当第一预定关停期结束时伸展所述第一致动器的步骤。
16.根据权利要求14或15所述的操作所述混合轴承的方法，其中，所述流体动力摩擦轴承包括第二致动器，其构造为使承载所述流体动力摩擦轴承的滑动表面的一个的滑动块移动，并且所述第二致动器构造为使所述滑动块朝向与远离与所述滑动块配合的支承面移动，其中，所述方法包括当第二预定启动期结束时使所述第二致动器伸展的步骤和/或当第二预定关停期结束时收回所述第二致动器的步骤。
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