CN109296651A - 轴承座单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承座单元，包括用作浮动端轴承的轴承(10)和轴承座，其中，所述轴承(10)支承在轴(30)和所述轴承座之间，所述轴承(10)的外圈与所述轴承座之间为松配合，其中，所述轴承(10)的外圈与所述轴承座之间的间隙内设置具有轴向弹性的弹性件(13)。

Description

轴承座单元

技术领域

本发明涉及一种轴承座单元。本发明特别涉及一种用于风机主轴的轴承座单元。

背景技术

轴承用于相对于轴承座等其他部件径向地和/或轴向地支承和固定轴。通常，需要两个轴承组支承一个轴。根据特定的情况，例如刚度或载荷，一个轴承组能够包括一个或多个轴承。由于两个轴承组在轴上的支承点间距和在轴承座上的支承点间距可能不是完全相等，或因工况产生不同程度的改变，因此一种由两个轴承组构成的轴承布置是将其中一个轴承组布置为固定端轴承，其中另一个轴承组布置为浮动端轴承。固定端轴承在轴的一端作径向支承，同时作两个方向的轴向定位，因此固定端轴承被同时固定在轴和轴承座上。浮动端轴承在轴的另一端仅作径向支承，并必须允许轴相对轴承座具有一定的轴向位移，使轴承之间不会产生相互的作用力。一种轴向位移的方案是例如当轴因受热而膨胀时，使得轴向位移在某些类型轴承的内部实现。另一种轴向位移的方案是令轴向位移发生在浮动端轴承的一个轴承圈和与其相连接的部件之间，特别是在外圈与轴承座孔之间。例如，在中国专利申请CN 06351947 A中公开了后一类型的浮动端轴承的轴承座系统和支承方法。

然而例如在风力发电机中，支承主轴转动的轴承承受了包含风力载荷的所有载荷。在这种情况下，例如使用调心滚子轴承，因为这种轴承适用于重载工况以及具有一定的调心功能和补偿主轴的挠曲变形的能力。但是，在常规的固定端轴承和浮动端轴承的布置中，由定位端轴承承受全部轴向载荷，而浮动端轴承不承受轴向载荷。由于作用在风力发电机主轴上的双向的轴向载荷太大，同时风力发电机主轴具有较大的偏心振动的特点，所以当轴向载荷全部由定位端轴承承受，定位端轴承会非常容易损坏，例如，用作定位端轴承的调心滚子轴承的外圈的轴向端部产生严重磨损。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种轴承座单元，特别用于风力发电机的主轴，该轴承座单元能够使得浮动端轴承承载部分的双向轴向载荷，从而减少固定端轴承承载的轴向载荷，使得固定端轴承特别是在轴件偏心转动时不宜损坏，由此降低维护和安装成本并且提高风力发电机的主轴的可靠性。

该技术问题通过一种轴承座单元解决，该轴承座单元包括用作浮动端轴承的轴承和轴承座，其中，该轴承支承在轴和轴承座之间，轴承的外圈与轴承座之间为松配合。根据本发明，在轴承的外圈与轴承座之间的间隙内设置具有轴向弹性的弹性件。

在本发明的范围中，能够通过在轴的轴向两端布置的浮动端轴承和固定端轴承将轴稳定地支承在轴承座中。有利地，当轴作为转动件时，固定端轴承在轴的驱动端，浮动端轴承在轴的从动端。优选地，浮动端轴承和固定端轴承分别具有各自的轴承座。固定端轴承被同时固定在轴和轴承座，特别是固定端轴承的轴承座上，因此沿径向且沿轴向位置固定。浮动端轴承也被称做非固定端轴承，浮动端轴承在轴和轴承座之间作径向支承。浮动端轴承能够被固定在轴上并且能相对轴承座移动，即浮动端轴承的内圈与轴采用紧配合，外圈与轴承座采用松配合。从而特别适用于例如风力发电机的主轴这类轴作为转动件的情况，从而避免转动件与浮动端轴承的轴承圈的相对移动，提高轴承单元的可靠性。弹性件的远离外圈的一端分别抵靠在浮动端轴承的轴承座上。通过在浮动端轴承的外圈的轴向两侧分别设置沿轴向具有弹性的弹性件，能够在浮动端轴承沿轴向移动时，由在移动方向的前方的弹性件沿轴向支承外圈，从而承载部分的轴向载荷，因此在保证浮动端轴承的轴向移动的同时，由浮动端轴承和固定端轴承共同承载例如包含风力载荷的所有载荷，特别共同承载轴向载荷，相比现有技术中由固定端轴承单独承载全部轴向载荷，极大地减轻了固定端轴承的轴向负荷，减少磨损，延长使用寿命。

在一种优选的实施方式中，轴承座由轴承座主体和端盖组成，弹性件分别抵靠在轴承座主体和端盖上。例如，轴承座主体具有沿轴向延伸的套筒部段和在轴承的轴向一侧沿径向延伸的部段，端盖用于配合轴承座主体封闭浮动端轴承。从而方便浮动端轴承和两侧弹性件的装配。

在另一种优选的实施方式中，在浮动端轴承的轴承座上设置用于容纳弹性件的容纳孔。从而能够在径向上固持弹性件，保证弹性件能够准确地与外圈相接触，进而能够承载轴向载荷。

在另一种优选的实施方式中，弹性件是螺旋弹簧。从而能够以低成本的方式使得浮动端轴承承载轴向载荷。

在另一种优选的实施方式中，浮动端轴承是调心滚子轴承或自调心球轴承。从而轴承座单元能够用于需要承载双向的轴向载荷并且具有不对中情况的工况中，例如能够用于风力发电机的主轴。

在另一种优选的实施方式中，在浮动端轴承的外圈的轴向两侧分别设置至少两个弹性件。优选在两侧分别设置三个或三个以上的弹性件。有利地，弹性件在外圈的轴向两侧分别沿周向均匀分布。从而能够均匀地沿轴向支承外圈，特别是在外圈偏心振动时，也能稳定地轴向支承。

在一种有利的实施方式中，轴承座单元还包括用作固定端轴承的另外的轴承和另外的轴承座，其中，另外的轴承支承在轴和另外的轴承座之间，即另外的轴承的外圈与另外的轴承座之间为紧配合，在另外的轴承座的朝向另外的轴承的轴向端部内分别设置具有轴向弹性的另外的弹性件，另外的弹性件的一端均抵靠在另外的轴承座的朝向另外的轴承的轴向端部上，另外的弹性件的另一端抵靠在另外的轴承的外圈上。通过这样的设置能够减少固定端轴承的外圈与固定端轴承的轴承座之间的沿轴向的压力，进而减少例如在轴件偏心转动时对外圈的轴向端面的磨损。

有利地，另外的弹性件被预压紧地安置在另外的轴承座的朝向另外的轴承的轴向端部内。

有利地，另外的弹性件是能够是螺旋弹簧，从而能够降低成本。

有利地，固定端轴承是调心滚子轴承或自调心球轴承。从而轴承座单元能够用于需要承载双向的轴向载荷并且具有不对中情况的工况中，例如能够用于风力发电机的主轴。

在另一种有利的实施方式中，轴是风力发电机的主轴。根据本发明的轴承座单元能够支承主轴转动的轴承承受了包含风力载荷的所有载荷

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：

图1是根据本发明的第一优选实施方式的轴承座单元的半剖视图，和

图2是根据本发明的第二优选实施方式的轴承座单元的半剖视图。

相同的或功能相同的部件使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一优选实施方式的轴承座单元。该轴承座单元用于支承风力发电机的主轴30。图1中示出了沿轴承座单元的旋转轴线剖切轴承单元、主轴30和轴承座所得的半截面图。轴承座单元包括浮动端轴承10和固定端轴承20。浮动端轴承10和固定端轴承20均被设计为调心滚子轴承。浮动端轴承10被布置在主轴30的从动端(在图1中左侧)，固定端轴承20被布置在主轴30的驱动端(在图1中右侧)。固定端轴承20和浮动端轴承10分别具有各自的相对固定的轴承座。固定端轴承20的轴承座由轴承座主体22和端盖21构成，其中，轴承座主体22具有沿轴向延伸的套筒部段和在固定端轴承的轴向一侧沿径向延伸的部段，端盖21用于配合轴承座主体22封闭固定端轴承20。类似地，浮动端轴承10的轴承座由轴承座主体12和端盖11构成，其中，轴承座主体12具有沿轴向延伸的套筒部段和在浮动端轴承的轴向一侧沿径向延伸的部段，端盖11用于配合轴承座主体12封闭浮动端轴承10。在径向上，固定端轴承20和浮动端轴承10将主轴30支承在各自的轴承座上。在轴向上，固定端轴承20的内圈通过定位环被固定在主轴30上的轴肩处，即预设的阶梯轮廓处，固定端轴承20的外圈被轴承座主体22和端盖21固定。在轴向上，浮动端轴承10的内圈与主轴30实现紧配合，即通过定位环被固定在主轴30上的轴肩处，浮动端轴承10的外圈与其轴承座松配合，即外圈能沿轴向相对轴承座移动。

在浮动端轴承10的外圈的轴向两侧分别设置能沿轴向张紧的弹性件，在本实施方式中，在浮动端轴承10的外圈的两侧分别设置多个能够沿轴向张紧的螺旋弹簧13。多个螺旋弹簧13在外圈的轴向两侧均沿圆周方向均匀分布，在图1中仅能看见分别在轴向两侧的两个螺旋弹簧13。螺旋弹簧13被分别容纳在设置轴承座主体12的轴向端面的容纳孔和设置在端盖11上的容纳孔中。因此，螺旋弹簧13一端抵靠在容纳孔的底部，另一端能够压紧浮动端轴承10的外圈的轴向端面。当轴向载荷作用在主轴30上时，由于浮动端轴承10是由螺旋弹簧13压紧的，因此能承受部分的轴向载荷，从而降低固定端轴承20的轴向负载，减少固定端轴承磨损，延长使用寿命。

图2是根据本发明的第二优选实施方式的轴承单元。该实施方式类似于在图1中示出的第一优选实施方式，其不同之处在于，在固定端轴承20的外圈的轴向两侧分别设置多个沿轴向张紧的螺旋弹簧23，螺旋弹簧23在固定端轴承20的外圈的轴向两侧沿周向均匀分布。在固定端轴承20的轴承座主体22和端盖21上设置对应于螺旋弹簧23的容纳孔，螺旋弹簧23的一端抵靠在容纳孔的底部，另一端抵靠在外圈的轴向端面上。因此，在保证刚度的前提下，固定端轴承20也由螺旋弹簧23压紧，从而特别减少固定端轴承20的外圈与轴承座之间的沿轴向的压力，进而减少例如在主轴30偏心转动时对外圈的轴向端面的磨损，提高固定端轴承的寿命。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

10 浮动端轴承

11 端盖

12 轴承座主体

13 弹性件

20 固定端轴承

21 端盖

22 轴承座主体

23 弹性件

30 风力发电机的主轴

Claims (10)

1.一种轴承座单元，包括用作浮动端轴承的轴承(10)和轴承座，其中，所述轴承(10)支承在轴(30)和所述轴承座之间，所述轴承(10)的外圈与所述轴承座之间为松配合，

其特征在于，在所述轴承(10)的外圈与所述轴承座之间的间隙内设置具有轴向弹性的弹性件(13)。

2.根据权利要求1所述的轴承座单元，其特征在于，所述轴承座由轴承座主体(12)和端盖(11)组成，所述弹性件(13)分别抵靠在所述轴承座主体(12)和所述端盖(11)上。

3.根据权利要求1所述的轴承座单元，其特征在于，在所述轴承座上设置用于容纳所述弹性件(13)的容纳孔。

4.根据权利要求1所述的轴承座单元，其特征在于，所述弹性件(13)是螺旋弹簧。

5.根据权利要求1所述的轴承座单元，其特征在于，所述轴承(10)是调心滚子轴承或自调心球轴承。

6.根据权利要求1所述的轴承座单元，其特征在于，所述轴承座单元还包括用作固定端轴承的另外的轴承(20)和另外的轴承座，其中，所述另外的轴承(20)支承在所述轴(30)和所述另外的轴承座之间，在所述另外的轴承座的朝向所述另外的轴承(20)的轴向端部内分别设置具有轴向弹性的另外的弹性件(23)，所述另外的弹性件(23)的一端均抵靠在所述轴向端部上，所述另外的弹性件(23)的另一端均抵靠在所述另外的轴承(20)的外圈上。

7.根据权利要求6所述的轴承座单元，其特征在于，所述另外的弹性件(23)被预压紧地安置在所述轴向端部内。

8.根据权利要求6所述的轴承座单元，其特征在于，所述另外的弹性件(23)是螺旋弹簧。

9.根据权利要求6所述的轴承座单元，其特征在于，所述另外的轴承(20)是调心滚子轴承或自调心球轴承。

10.根据上述权利要求中任一项所述的轴承座单元，其特征在于，所述轴(30)是风力发电机的主轴。