CN108838617B - 一种风电机组主轴承热套压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组主轴承热套压紧装置，包括：底盘，用于承载风电机组的主轴；支撑盘，轴向固定安装于所述主轴的底座上并可拆卸；压紧部件，安装于所述支撑盘上，工作状态时用于对风电机组的主轴承提供压向所述底座的压力；驱动部件，用于对所述压紧部件提供驱动。上述装置在主轴承热套入主轴后的冷却过程中，通过压紧部件对主轴承提供压向所述底座的压力，可减小或消除冷却过程中主轴承内圈与轴承前挡圈之间产生的轴向间隙,由此提升了主轴承及组件的整体运行性能。

Description

一种风电机组主轴承热套压紧装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组主轴承热套压紧装置。

背景技术

在风电机组中，主轴承是风电机组传动系统中的核心部件。目前风电机组主轴承在运行的过程中，存在不同程度的异响、轴向窜动、异常磨损等问题，这些问题的产生不仅与主轴承的选型、主轴承的运行工况有关，而且与主轴承安装工艺也有密切的关系。

传统的风电机组主轴承安装工艺中,通常采用加热主轴承本体后，将其直接套入主轴，并通过在主轴上设置轴承前挡圈对主轴承进行限位，随后任主轴承在自然环境中慢慢冷却。但是上述冷却过程中，主轴承内圈与轴承前挡圈之间往往会产生轴向冷却收缩间隙，该轴向间隙的大小将直接影响主轴承的运行性能。

因此如何减小或消除冷却过程中主轴承内圈与轴承前挡圈之间产生的轴向间隙，提升主轴承及组件的整体运行性能,是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电机组主轴承热套压紧装置，可以减小或消除冷却过程中主轴承内圈与轴承前挡圈之间产生的轴向间隙，从而提升主轴承及组件的整体运行性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种风电机组主轴承热套压紧装置，包括：

底盘，用于承载风电机组的主轴；

支撑盘，轴向固定安装于所述主轴的底座上并可拆卸；

压紧部件，安装于所述支撑盘上，工作状态时用于对风电机组的主轴承提供压向所述底座的压力；

驱动部件，用于对所述压紧部件提供驱动。

优选地，还包括压盘，所述压盘套装于所述主轴外侧，并位于所述主轴承和所述压紧部件之间。

优选地，所述驱动部件为液压缸。

优选地，所述液压缸的液压管路中连接有压力表。

优选地，所述压紧部件为压杆，所述压杆包括与支撑盘铰接的竖杆，所述竖杆的活动端设有用于压紧所述压盘的压杆头，所述活动端远离所述压杆头的一侧还设有铰接部；所述液压缸安装于所述铰接部与所述支撑盘之间，且与所述支撑盘铰接。

优选地，所述支撑盘上设置有矩形安装座，所述液压缸与所述竖杆通过所述矩形安装座与所述支撑盘铰接。

优选地，包括至少三组等间距分部在所述支撑盘上的所述压杆和所述液压缸。

优选地，所述底盘中央位置还设有定位部件，所述定位部件为定位螺杆，其包括导向圆台、定位圆柱和螺纹圆柱，所述螺纹圆柱与所述底盘螺纹相接，所述定位圆柱位于所述主轴的中央通孔内与其套接。

优选地，所述支撑盘上还设有若干吊装孔。

本发明所提供的一种风电机组主轴承热套压紧装置，在主轴承热套入主轴后的冷却过程中，通过压紧部件对其提供压向所述底座的压力，从而减小或消除冷却过程中主轴承内圈与轴承前挡圈之间产生的轴向间隙。具体操作过程如下：

首先，将主轴吊起放置在风电机组主轴承热套压紧装置的底盘上，将轴承前挡圈安装在主轴的挡肩上；在主轴的底座上安装支撑盘，使之与主轴底座之间轴向固定；然后在所述支撑盘上安装压紧部件。

上述准备工作完成后，待主轴承加热到预设温度后直接将其套入主轴，开启驱动部件，压紧部件对风电机组的主轴承提供压向所述底座的压力，该施压过程一直持续至主轴承自然冷却完毕，然后关闭驱动部件，撤销压紧部件对主轴承的施压，此时主轴承内圈与轴承前挡圈之间轴向间隙明显减小或消除，该压紧装置操作完毕。

最后，将支撑盘和压紧部件从主轴底盘上拆除，将套装好的主轴、前轴承挡圈和主轴承从上述风电机组主轴承热套压紧装置的底盘上移开，该压紧装置即可用于下一次工作准备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明中涉及的风电机组主轴的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式中风电机组主轴承热套压紧装置非工作状态时的结构示意图；

图3为图2中风电机组主轴承热套压紧装置工作状态时的结构示意图；

图4是图3的剖视图；

图5是图2中支撑盘的结构示意图；

图6是图2中支撑盘、压杆和液压缸部分的结构示意图；

图7是图2中定位螺杆的结构示意图；

图8是图2中液压缸部分的结构示意图。

图1至图8中的附图标记如下：

1.主轴；11.挡肩；12.底座；13.螺纹孔；21.压杆；211.压杆头；212.铰接部；213.竖杆；22.液压缸；221.液压杆；222.液压缸体；23.压力表；24.输油管；25.液压接头；26.液压站；3.支撑盘；31.矩形安装座；311.前安装孔；312.后安装孔；32.吊装孔；33.安装孔；4.风轮锁紧盘；5.主轴承；6.压盘；7.前挡圈；8.底盘；9.定位螺杆；91.导向圆台；92.定位圆柱；93.螺纹圆柱；94.退刀槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明核心是提供一种风电机组主轴承热套压紧装置，可以减小或消除冷却过程中主轴承内圈与轴承前挡圈之间产生的轴向间隙。

请参考图1，图1为本发明中涉及的风电机组主轴的结构示意图。风电机组主轴1底部设有底座12，底座边缘设置有螺纹孔13，主轴上部设有挡肩11，用于安装轴承前挡圈7从而对主轴承5进行限位，现有技术中轴承前挡圈7与挡肩11之间过盈配合。

请参考图2-图6，图2为本发明一种具体实施方式中风电机组主轴承热套压紧装置非工作状态时的结构示意图；图3为图2中风电机组主轴承热套压紧装置工作状态时的结构示意图；图4是图3的剖视图；图5是图2中支撑盘的结构示意图；图6是图2中支撑盘、压杆和液压缸部分的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的风电机组主轴承热套压紧装置包括底盘8、支撑盘3、压杆21和液压缸22。

底盘8用于承载风电机组的主轴1的重量，因主轴1横截面为圆形，所以底盘8通常也为圆形或大体圆形。相应的，支撑盘3整体呈圆环形，其轴向固定安装于主轴底座12上，其作用是用于安装压紧部件，具体地，可在支撑盘3上开设安装孔33，通过螺栓将其与主轴底座12上的螺纹孔13相连接固定。为避免底盘8与上述螺栓之间形成干涉，通常底盘8的面积小于主轴底座12的面积。上述支撑盘3与主轴1之间的固定连接方便控制之后的压紧部件与主轴1之间的空间位置关系。

需要特别说明的是，图2-图4中的风轮锁紧盘4并非该压紧装置的一部分，其为风轮机组中需要设置在主轴底座12上的一个部件，为避免其安装过程中与主轴承5形成干涉，因此其通常早于主轴承5而先安装在主轴底座12上，此时上述压紧装置可通过主轴底座12上的螺纹孔13直接安装在风轮锁紧盘4的上面。压紧过程完成后，该风轮锁紧盘4不需拆卸。

本实施方式中，压杆21即为压紧部件，液压缸22即为驱动部件。在现有技术中，可替换液压缸22对压紧部件提供驱动的部件有很多，比如链轮结构等等，相应的压紧部件也可以有多种选择，可以是压杆也可以是压板，只要压紧部件和驱动部件合理设计互相配合即可。本实施方式中采用液压缸22对压紧装置进行驱动，主要因为液压系统使用方便，且其压力可控。当然，根据需要，在具体实施方式中可灵活的设置压杆21和液压缸22的数量，因通常主轴承5的尺寸较大，设置至少三组压杆21和液压缸22，将其等间距分布在支撑盘3上，以便主轴承5的各个部位方便受力且受力更加均匀。

压杆21大体为T型杆，包括竖杆213，其与支撑盘3铰接，竖杆213的活动端(也即非铰接端)上设有用于压紧主轴承5的压杆头211，活动端的另一侧，也即远离压杆头211的一侧还设有铰接部212，该铰接部212用于与液压缸22的铰接，同时，液压缸22安装于铰接部212与支撑盘3之间，且液压缸22与支撑盘3之间铰接。具体地，液压缸22包括液压缸体222和液压杆221，可在上述铰接部212的末端开设圆形通孔，通过螺栓与液压杆221铰接，与之相对应的，液压缸体222的底部与支撑盘3之间铰接。

由于压杆21与液压缸22均与支撑盘3之间铰接，且一个液压缸22用于驱动一个压杆21，两者成对设置，因此可在支撑盘3上固定安装成对的矩形安装座31，在其上设置两安装孔，位于外侧的为前安装孔311，位于相对内侧的为后安装孔312，前安装孔311与液压缸体222的底部铰接，后安装孔312与竖杆213底部铰接。上述压杆21、液压缸22与支撑盘3三者之间的连接均为铰接，是为了保证压杆21和液压缸22在工作过程中在竖直平面内的位移。

非工作状态下，液压缸22处于收缩状态，压杆21的铰接部212末端距离液压缸体222的底部距离最小，也即铰接部212处于下压状态，由于压杆21与支撑盘3之间为铰接，所以相对应地，压杆头211末端处于抬高状态。此时可将竖杆213设置为略微向外倾斜的状态，使得压杆头211远离主轴1，方便以后主轴承5的安装。同时，液压缸22的状态可为略微向外倾斜，也可为竖直，这与液压缸22的缸筒长度以及其与竖杆213之间的横向间距有关。

当主轴承5加热到预定温度，套入主轴后，上述压紧装置需转为工作状态，此时液压缸22启动，液压杆221不断向上伸长，铰接部212末端不断抬高，由此带动压杆21转动，从而压杆头211不断下压直至其压紧在主轴承5的上表面。处于压紧状态下的竖杆213若为明显的向内倾斜状态，则液压缸22也有可能被抬高的铰接部带动地向内倾斜，总之液压缸体222随压杆21的移动也会相应地发生移动。

在主轴承5的整个冷却收缩过程中，压杆头211与主轴承5的上表面都保持压紧状态，但由于主轴承5的收缩，冷却过程中，压杆头211的末端位置可能需要向下调整，通常可根据经验人工操作调整液压缸22的压力来实现。为进一步优化压紧装置的效果，作为一种改进，可将压杆头211对主轴承5施加的压力设定为恒定压力值，具体可在液压缸22的液压管路中设置压力表23，具体压力值的大小可参照现有技术进行设定，若冷却过程中出现液压缸22的压力减小的情况，还需根据压力表23显示数值及时补压。压力表23的设置可使上述压紧装置的压紧效果最好，可最大程度地减小或消除冷却过程中主轴承5内圈与轴承前挡圈7之间产生的轴向间隙。

由于上述液压缸22可以为多个，所以为方便控制各个液压缸22均保持同一压力值，可在每个液压缸22的液压接头25之间连接统一的输油管24，方便液压站26设置一个总的压力表23即可，具体可参考图8，图8为液压缸部分的结构示意图。

作为一种改进，为避免冷却过程中压杆21的压杆头211对主轴承5的上表面造成损坏，可在两者之间设置压盘6，压盘6通常为圆环状，套装于主轴1的外侧，压盘6的下表面与主轴承5的上表面相接，使得压杆头211直接对压盘6施压，并且，压盘6的设置还可以使主轴承5受力更加均匀。

上述冷却过程完成后，关闭液压缸22，液压杆221收缩，带动压杆21转动恢复原位，拆卸支撑盘3与主轴底座12之间的连接，上述压紧装置即可投入下一次使用。

作为一种改进，在一种具体实施方式中，在底盘8中央位置设置定位部件，该定位部件用于防止主轴1在底盘8上的摆放位置不准确导致其在压紧过程中受力不平衡而晃动。具体地，该定位部件为定位螺杆9，其包括导向圆台91、定位圆柱92和螺纹圆柱93，使用时螺纹圆柱93与底盘8中心螺纹相接，定位圆柱92位于主轴1的中央通孔内与其套接，导向圆台91的设置是为了方便将定位螺杆9套接入主轴通孔之中。通常，定位圆柱92的半径与主轴1的通孔半径一致，螺纹圆柱93半径大小可随意设置，还可以在定位圆柱92和螺纹圆柱93之间保留退刀槽94。

另外，还可以在支撑盘3上设置若干吊装孔32，方便对支撑盘3进行吊装使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的风电机组主轴承热套压紧装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种风电机组主轴承热套压紧装置，其特征在于，包括：

底盘（8），用于承载风电机组的主轴（1）；

支撑盘（3），轴向固定安装于所述主轴（1）的底座（12）上并可拆卸；

压紧部件，安装于所述支撑盘（3）上，工作状态时用于对风电机组的主轴承（5）提供压向所述底座（12）的压力；

驱动部件，用于对所述压紧部件提供驱动；所述驱动部件为液压缸（22）；所述液压缸（22）的液压管路中连接有压力表（23）；

还包括压盘（6），所述压盘（6）套装于所述主轴（1）外侧，并位于所述主轴承（5）和所述压紧部件之间；

所述压紧部件为压杆（21），所述压杆（21）包括与支撑盘（3）铰接的竖杆（213），所述竖杆（213）的活动端设有用于压紧所述压盘（6）的压杆头（211），所述活动端远离所述压杆头（211）的一侧还设有铰接部（212）；所述液压缸（22）安装于所述铰接部（212）与所述支撑盘（3）之间，且与所述支撑盘（3）铰接。

2.如权利要求1所述的风电机组主轴承热套压紧装置，其特征在于，

所述支撑盘（3）上设置有矩形安装座（31），所述液压缸（22）与所述竖杆（213）通过所述矩形安装座（31）与所述支撑盘（3）铰接。

3.如权利要求2所述的风电机组主轴承热套压紧装置，其特征在于，

包括至少三组等间距分布在所述支撑盘（3）上的所述压杆（21）和所述液压缸（22）。

4.如权利要求1-3任一所述的风电机组主轴承热套压紧装置，其特征在于，

所述底盘（8）中央位置还设有定位部件，所述定位部件为定位螺杆（9），其包括导向圆台（91）、定位圆柱（92）和螺纹圆柱（93），所述螺纹圆柱（93）与所述底盘（8）螺纹相接，所述定位圆柱（92）位于所述主轴（1）的中央通孔内与其套接。

5.如权利要求4所述的风电机组主轴承热套压紧装置，其特征在于，

所述支撑盘（3）上还设有若干吊装孔（32）。