CN111946734B - 用于风力涡轮机的轴承装置以及风力涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于风力涡轮机的轴承装置,其包括轴承壳体和驱动轴,其中驱动轴沿着轴承壳体的纵向轴线在轴向方向上被设置在轴承壳体中,轴承装置还包括下风轴承和上风轴承,其中下风轴承和上风轴承被设置在轴承壳体和驱动轴之间,其中下风轴承和/或上风轴承是包括多个径向轴承垫的径向流体轴承,其中多个径向轴承垫中的每一个被附接到径向流体轴承的多个径向轴承主体中的一个,并且多个径向轴承垫围绕驱动轴设置。多个轴承主体沿着轴承壳体的柱形座的周向部分彼此相邻地设置,其中相邻的轴承主体借助于压配合的锁定件相对彼此且相对于所述柱形座在运动上被锁定。

Description

用于风力涡轮机的轴承装置以及风力涡轮机
技术领域
本发明涉及用于风力涡轮机的轴承装置以及风力涡轮机。
背景技术
通常,风力涡轮机的轴承装置包括轴承壳体和驱动轴,其中驱动轴沿着轴承壳体的纵向轴线在轴向方向上被设置在轴承壳体中。轴承装置的轴承围绕驱动轴设置,使得驱动轴可以借助于风力涡轮机的转子在轴承壳体内旋转。这样的轴承装置例如从EP 3 276192 A1已知。
这样的轴承可以是径向流体轴承,其包括多个径向轴承主体、被固定到多个径向轴承主体的多个径向可倾斜支撑结构,其中多个径向轴承垫中的每一个径向轴承垫均被附接到所述多个径向可倾斜支撑结构中的一个。径向轴承垫必须相对于柱形座被牢固地锁定就位。然而,通过使用例如螺栓以用于将径向轴承主体固定到柱形座或者轴承壳体可能是不利的。首先,当使用螺栓连接时许多松散部件被引入到径向流体轴承中。其次,螺栓连接可能随时间而变松并且需要再次紧固。第三,在径向流体轴承中的组装空间非常小并且因此径向流体轴承的组装以及再次紧固螺栓连接是非常麻烦的。
发明内容
本发明的目的是消除或者至少减少现有技术中涉及轴承壳体中的径向流体轴承的装置的缺点、特别是提供一种用于风力涡轮机的具有牢固且简单的径向流体轴承的轴承装置,所述径向流体轴承不需要或需要很少的维护工作。
该目的是通过本申请的主题来实现的。特别地,该目的是通过根据本申请的风力涡轮机的轴承装置和风力涡轮机来实现的。从而,结合本发明的轴承装置描述的特征和细节结合本发明的风力涡轮机来应用,使得关于本发明的各个方面的公开内容,其是或可以相互参考。
根据本发明的第一方面,本发明涉及用于风力涡轮机的轴承装置,其包括轴承壳体和驱动轴,其中驱动轴沿着轴承壳体的纵向轴线在轴向方向上被设置在轴承壳体内,轴承装置还包括下风轴承(downwind bearing)和上风轴承(upwind bearing),其中下风轴承和上风轴承被设置在轴承壳体和驱动轴之间,其中下风轴承和/或上风轴承是包括多个径向轴承垫的径向流体轴承,其中所述多个径向轴承垫中的每一个被附接到径向流体轴承的多个径向轴承主体中的一个,并且所述多个径向轴承垫围绕驱动轴设置,其中所述多个轴承主体沿着轴承壳体的柱形座的周向部分彼此相邻地设置,其中相邻的轴承主体借助于压配合的锁定件相对彼此且相对于柱形座在运动上被锁定。
借助于本发明,径向流体轴承与其径向轴承垫一起以牢固且简单的方式被设置在轴承壳体中。根据所提出的发明的轴承装置与其径向流体轴承的组装仅需要很小的组装空间,实际上不需维护并且不具有松散部件。
所述多个径向可倾斜支撑结构允许所述多个径向轴承垫相对于驱动轴可倾斜。从而,能够补偿在驱动轴和径向轴承垫之间的公差。
下风轴承特别地围绕驱动轴的下风部分设置。上风轴承特别地围绕驱动轴的上风部分设置。下风轴承可以替代性地被称为围绕驱动轴的后端部分设置的后端轴承。上风轴承可以替代性地被称为围绕驱动轴的前端部分设置的前端轴承。在风力涡轮机中,驱动轴的前端定位成比其后端更靠近转子。
优选地,锁定件在相邻轴承主体上方突出。进一步地,锁定件可以在相邻轴承主体上方突出,使得在锁定件和轴承主体之间存在空间。借助于因此引入的空间,能够有助于轴承主体的进一步锁定。
进一步优选地,锁定件突入到柱形座中。锁定件例如可以被设置在柱形座的沟槽中。锁定件也可以被称为滑入锁定件,因为它们能够沿着轴承壳体的纵向轴线在轴向方向上的容易地滑动到柱形座的沟槽中。
优选的是,锁定件提供与柱形座的燕尾形连接。例如,在柱形座中的沟槽可以具有一个或多个底切以用于提供燕尾形连接且从而将锁定件牢固地固定在柱形座中。
进一步优选的是,锁定件的底部部分沿着柱形座的周向部分在切线方向上延伸。例如,在沟槽中的底切可以在柱形座的周向部分的切线方向上延伸。锁定件的底部部分可以被设置在这些沟槽或底切内,使得提供特别稳定的锁定连接。
此外优选的是,锁定件中的至少一个是T形杆元件或I形杆元件。此外,所有锁定件可以是T形杆和/或I形杆元件。当沿着轴承壳体的纵向轴线沿着轴向方向观察时,T形杆元件基本上具有T形的形状并且I形杆元件基本上具有I形的形状。这些形状是特别优选的,因为它们提供了良好的互锁。
特别地,T形杆元件或者I形杆元件由刚性材料制成。刚性材料可以例如是金属。从而,T形杆元件或者I形杆元件能够抵抗作用在其上的大的力而不会失效。
优选地,至少一个弹簧元件被设置在锁定件中的所述至少一个与相邻径向轴承主体中的一个之间。所述至少一个弹簧元件可以特别地被设置在锁定件的上部部分和径向轴承主体的顶表面之间。特别地,两个弹簧元件可以被设置在锁定件中的所述至少一个和相邻径向轴承主体中的一个之间。这两个弹簧元件优选地彼此分开、特别地借助于被设置在这两个弹簧元件之间的锁定件彼此分开。弹簧元件通过提供预紧力支撑锁定件成在径向方向上抵靠柱形座锁定径向轴承主体。径向方向是从柱形座到驱动轴的方向。
特别地,刚性元件被设置在所述至少一个弹簧元件与相邻轴承主体中的所述至少一个之间。刚性元件可以例如由金属制成。从而,能够适应弹簧元件的弹簧特性。
优选地,弹簧元件是弹性体。相比于机械弹簧元件(这也是可能的),能够以简单方式在锁定件和轴承主体之间实现和更换弹性体。
进一步优选地,锁定件包括止动板,其被设置成沿着纵向轴线在轴向方向上抵靠柱形座的边沿。止动板可以例如借助于螺栓被连接到柱形座的边沿。从而,轴承主体沿着纵向轴线在轴向方向上的运动被锁定。
此外优选地,至少一个防磨损元件被设置在锁定件中的至少一个与柱形座或径向轴承主体之间。特别地,至少两个防磨损元件可以被设置在锁定件和柱形座之间,其中防磨损元件借助于锁定件彼此分开。进一步,特别地,至少两个防磨损元件可以被设置在锁定件和径向轴承主体之间,其中防磨损元件借助于锁定件彼此分开,并且所述至少两个防磨损元件中的每一个仅与径向轴承主体中的一个接触。防磨损元件可以包括聚合物、特别是热固性聚合物,或者由聚合物、特别是热固性聚合物制成。防磨损元件降低了锁定件磨损的风险。
所述多个径向轴承垫中的每一个可以借助于径向可倾斜支撑结构被附接到所述多个径向轴承主体中的一个,其中特别地,径向可倾斜支撑结构借助于弹簧连接件被连接到所述多个径向轴承主体中的至少一个。所述多个径向可倾斜支撑结构中的至少一个可以包括球头。球头能够提供倾斜功能以补偿径向流体轴承中的公差。此外,固定包括球头的所述多个径向可倾斜支撑结构中的所述至少一个的所述多个径向轴承主体中的所述至少一个可以包括用于球头的球窝。
柱形座可以被形成在轴承壳体中。特别地,柱形座可以通过轴承壳体的内壳表面形成。此外,柱形座可以与轴承壳体一体形成、特别是被整体地设计。从而,径向流体轴承的柱形座被稳定地提供在轴承壳体处。
至少一个弯曲接口板可以与径向轴承垫相对地被附接到所述多个径向轴承主体中的至少一个,其中接口板被设置成与径向流体轴承的柱形座接触。从而,径向轴承垫相对于驱动轴以非常小的公差且以低的制造和组装成本设置。弯曲接口板可以与径向轴承垫相对地被附接到所述多个径向轴承主体中的每一个,其中接口板被设置成与径向流体轴承的柱形座接触。所述至少一个接口板的第一接口板侧(其与柱形座接触)可以具有对应于柱形座的曲率的曲率。因此,接口板可以设置有接触柱形座的大的接触表面,从而提高径向流体轴承的稳定性。进一步,所述至少一个接口板的第二接口板侧(其与第一接口板相对地定位)可以是主要平坦的或者是平坦的。在这个意义上,“主要地”意味着第二接口板侧的一半以上的表面是平坦的。从而,可以有助于径向轴承主体与接口板的附接。所述至少一个接口板中的至少一个可以包括用于将所述至少一个接口板附接到所述多个径向轴承主体中的所述至少一个的至少一个接口板附接装置。所述多个径向轴承主体中的所述至少一个可以包括对应的径向轴承主体附接装置。接口板附接装置和对应的径向轴承主体附接装置可以通过另外的附接装置元件彼此附接。从而,接口板可以被牢固地附接到径向轴承主体。所述至少一个接口板附接装置中的至少一个可以是接口板通孔。接口板通孔可以例如包括螺纹。径向轴承主体附接装置还可以是径向轴承主体通孔,其也可以包括螺纹。附接装置元件可以是螺栓、特别地例如是螺纹螺栓。
根据本发明的第二方面,本发明涉及包括根据本发明的轴承装置的风力涡轮机,其中风力涡轮机还包括被连接成驱动驱动轴的转子以及被连接成被驱动轴驱动的发电机。
发电机可以例如是直驱式发电机或者具有齿轮箱的齿轮传动的发电机。转子通常也被称为风力涡轮机的毂。两个、三个或更多个风力涡轮机叶片可以被附接到转子或者毂。风力涡轮机还可以包括机舱,其可以被支撑在风力涡轮机的塔架上。机舱可以包括轴承装置。轴承装置(特别是轴承壳体)和发电机可以被附接到机舱和/或塔架。
附图说明
从下文描述得知本发明的其他优点、特征和细节,在下文描述中,参考附图的图1至图11,详细地描述了本发明的实施例和/或特征。从而,权利要求的特征以及说明书中提到的特征对本发明来说可以是必不可少的,如单独地或以任意组合采用。在附图中,示意性示出了:
图1是风力涡轮机的侧视图,
图2是沿图1的风力涡轮机的轴承装置的纵向轴线的截面的侧透视图,
图3是沿着图1的风力涡轮机的轴承装置的截面的侧视图,
图4示出了图3的轴承装置的细节图,
图5示出了图3的轴承装置的进一步细节图,
图6示出了沿图1的风力涡轮机的另一轴承装置的纵向轴线的截面的侧透视图,
图7示出了贯穿图6的轴承装置的截面的正视图,
图8示出了图7的轴承装置的细节图,其示出了径向轴承单元,以及
图9示出了如图8的轴承装置中所示的弯曲接口板的两个视图,8
图10示出了贯穿图1的风力涡轮机的又另一轴承装置的截面的一区段的正视图,以及
图11示出了沿图10的轴承装置的纵向轴线的截面的侧透视图。
图1至图11中的相同对象使用相同的附图标记来命名。如果在一张图中存在一个以上的同类对象,则对象以升序编号,其中对象的升序编号与其附图标记通过点隔开。附图中的特征和部件的特定尺寸是示例性的并且可以仅为了便于参考而被放大。
具体实施方式
图1示出了风力涡轮机10的侧视图。风力涡轮机10包括支撑塔架20和机舱30,其中机舱30被附接到支撑塔架20。机舱30包括轴承装置70,其在图1中未示出但是可以在图2中看到。风力涡轮机10还包括被附接到风力涡轮机10的转子50的发电机40。两个风力涡轮机叶片60.1、60.2被附接到转子50。
图2示出了沿图1的风力涡轮机10的轴承装置70的纵向轴线A的截面的侧透视图。轴承装置70包括轴承壳体80和驱动轴90,其中驱动轴90沿着轴承壳体80的纵向轴线A在轴向方向上被设置在轴承壳体80内,如图2中所示。轴承壳体80的纵向轴线A对应于驱动轴90的纵向轴线A且从而是轴承装置70的纵向轴线A。轴承装置90还包括作为径向流体轴承的下风轴承100和上风轴承200,其中下风轴承100和上风轴承200被设置在轴承壳体80和驱动轴90之间。特别地,下风轴承100绕驱动轴90的下风部分设置,并且上风轴承200绕驱动轴90的上风部分设置。驱动轴90可操作地连接到发电机40。发电机40被示出为直驱式发电机。然而,例如,也可以将发电机40设置为齿轮传动式发电机。
图3示出了沿图2的轴承装置70的纵向轴线A的截面的侧视图。在轴承壳体80和驱动轴90之间形成轴承壳体80的内部空间82。润滑剂可以从下风轴承100和上风轴承200泄漏到内部空间82中且从而被收集在轴承壳体80中,该轴承壳体80在轴承壳体80的底部部分中被形成为漏斗状物85。润滑剂泵88被流体连接到轴承壳体80的排出口(未示出)。此外,示出包括润滑剂填充腔室(lubricant flooded chamber)101的下风轴承100和包括润滑剂填充腔室201的上风轴承200,其原理和特征将参考图4和图5进一步进行解释。
图4示出根据图3的细节IV的贯穿上风轴承200及其润滑剂填充腔室201的截面的放大图。径向轴承主体203被附接到轴承壳体80。具体地,径向轴承主体203被附接到在轴承壳体80中形成的柱形座202。径向可倾斜支撑结构204被固定到径向轴承主体203。径向轴承垫205被附接到径向可倾斜支撑结构204。径向轴承垫205被设置成与驱动轴90滑动接触。径向可倾斜支撑结构204允许径向轴承垫205的倾斜运动。包括径向轴承主体203、径向可倾斜支撑结构204和径向轴承垫205的多个这样的径向轴承单元在润滑剂填充腔室201中沿着柱形座202、具体地沿着上风轴承200的柱形座202的周向部分一连串地设置。
上风轴承200的润滑剂填充腔室201借助于内部密封件206相对于轴承壳体80的内部空间82被密封。上风轴承200的润滑剂填充腔室201的内部密封件206包括多个内部密封板207。两个唇形密封件212.1、212.2一连串地设置在内部密封件206和驱动轴90之间,以便抵靠驱动轴90密封密封件206。
上风轴承200的润滑剂填充腔室201借助于外部密封件208和防尘密封件210相对于轴承壳体80的外部被密封。外部密封件208包括外部密封板209以及被一连串设置在外部密封板209和驱动轴90之间的两个唇形密封件212.3、212.4。通过防尘密封板211以及被设置在防尘密封板和驱动轴90之间的另一唇形密封件212.5形成防尘密封件210。防尘密封件210定位成朝向轴承壳体80的外部。防尘密封210将外部密封件208夹在防尘密封件210和外部密封件206之间。
图5示出根据图3的细节C的贯穿下风轴承100及其润滑剂填充腔室101的截面的放大图。径向轴承主体103被附接到轴承壳体80。具体地,径向轴承主体103被附接到在轴承壳体80中形成的柱形座102。径向可倾斜支撑结构104被固定到径向轴承主体103。径向轴承垫105被附接到径向可倾斜支撑结构104。径向轴承垫105被设置成与驱动轴90滑动接触。径向可倾斜支撑结构104允许径向轴承垫105的倾斜运动。包括径向轴承主体103、径向可倾斜支撑结构104和径向轴承垫105的多个这样的径向轴承单元在润滑剂填充腔室101中沿着柱形座102、具体地沿着下风轴承100的柱形座102的周向部分一连串地设置。
下风轴承100的润滑剂填充腔室101借助于内部密封件106相对于轴承壳体80的内部空间82被密封。下风轴承100的润滑剂填充腔室101的内部密封件106包括多个内部密封板107。两个唇形密封件112.1、112.2一连串地设置在内部密封件106和驱动轴90之间,以便抵靠驱动轴90密封密封件106。
润滑剂填充腔室101被流体连接到由轴承装置70的轴向轴承300的润滑剂流动通道303提供的有效路径。轴向轴承300包括轴向轴环301以及被附接到轴向轴承止动件302的多个轴向轴承垫(这里未示出)。轴向轴环301被附接到驱动轴90。轴向轴环301从驱动轴90向外延伸。轴向轴环301沿着驱动轴90的整个周向部分延伸。轴向轴承300的润滑剂流动通道303被形成在轴向轴环301与轴向轴承止动件302的多个轴向轴承垫之间。轴向轴承300的溢流通道304被设置成与润滑剂填充腔室101流体接触。借助于溢流通道304,过量润滑剂可以从润滑剂填充腔室101释放出来。溢流通道304可以被连接到内部空间82以用于将润滑剂释放到轴承壳体80中。下风轴承100具有轴向轴承300,作为油填充腔室101相对于轴承壳体80的外部的密封件。
图6示出了沿图1的风力涡轮机10的另一轴承壳体80的纵向轴线A且贯穿排出口83的截面的侧透视图。如可以看到的,存在在下风轴承100的柱形座102处一连串地设置的多个径向轴承垫105.1、105.2、105.3、105.4、105.5、105.6。内部密封件106被设置在径向轴承垫105.1、105.2、105.3、105.4、105.5、105.6和轴承壳体80的内部空间82之间并且被附接到轴承壳体80、特别是被附接到柱形座102。此外,轴向轴承300被设置在轴承壳体80处、挨着下风轴承100。此外,存在在上风轴承200的柱形座202处设置的多个径向轴承垫205.1、205.2、205.3、205.4、205.5、205.6。内部密封件206被设置在径向轴承垫205.1、205.2、205.3、205.4、205.5、205.6与轴承壳体80的内部空间82之间并且被附接到轴承壳体80、特别是被附接到柱形座202。
图7示出了贯穿上风轴承200的图6的轴承装置70的截面的正视图。多个径向轴承单元213.1、213.2、213.3、213.4、213.5、213.6、213.7、213.8、213.9、213.10、213.11、213.12、213.13、213.14被附接到上风轴承200的柱形座202。
图8示出图7的轴承装置70的细节图,其示出了径向轴承单元213及其至轴承壳体80的柱形座202的附接的截面。弯曲接口板214与径向轴承垫205相对地被附接到径向轴承单元213的径向轴承主体203,其中接口板214被设置成与被形成为径向流体轴承的上风轴承200的柱形座202接触。径向轴承主体203包括用于径向可倾斜支撑结构204的球窝,所述径向可倾斜支撑结构包括搁置在球窝上的球头。
如图9中所示,接口板214包括第一接口板侧215和第二接口板侧216。第一接口板侧215和第二接口板侧216具有圆形周向部分。换言之,接口板214具有圆形周向部分。第一接口板侧215定位成与第二接口板侧216相对。第二接口板侧216是平坦的。第一接口板侧215具有对应于柱形座202的曲率的曲率。进一步,接口板214包括遍布接口板214设置的六个接口板通孔217.1、217.2、217.3、217.4、217.5、217.6。特别地,接口板通孔217.1、217.2、217.3、217.4、217.5、217.6围绕接口板214的中心设置。
如图8中进一步所示,接口板214利用其第一接口板侧215接触轴承壳体80的柱形座202。接口板借助于沿着截面可见的接口板通孔217被连接,将接口板214紧固到径向轴承主体203的螺栓可以插入到所述接口板通孔中。
径向轴承主体203借助于例如是螺栓的两个紧固元件219.1、219.2被固定到柱形座,所述紧固元件部分延伸通过径向轴承主体203并伸入到轴承壳体80的柱形座202中。紧固元件219.1、219.2沿着柱形座202的周向部分在切线方向上被定位成彼此相对。紧固元件219.1、219.2阻止接口板214的运动且从而阻止径向轴承主体203在径向方向上从轴承壳体80至驱动轴90的运动。
径向轴承主体203借助于被设置在轴承壳体80的柱形座202的沟槽中的两个限位止动件220.1、220.2被固定,以便阻止接口板214的运动且从而阻止径向轴承主体203沿着柱形座202的周向部分在切线方向上的运动。然而,这些限位止动件220.1、220.2的提供并非是根据本发明。这两个限位止动件220.1、220.2被设置成沿着柱形座202的周向部分在切线方向上与径向轴承主体203相邻且接触径向轴承主体203并且在切线方向上彼此相对。
图10示出了贯穿图1的风力涡轮机10的又另一轴承装置70的截面的一区段的正视图,其中所述截面被定位在上风轴承200之前。与图7和图8的轴承装置70不同,没有与径向轴承主体203.1、203.2、203.3、203.4相邻地设置的限位止动件220.1、220.2。而是,沿着轴承壳体80的柱形座202的周向部分彼此相邻地设置的径向轴承主体203.1、203.2、203.3、203.4借助于根据本发明的在三个方向上的压配合锁定件221.1、221.2、221.3在相对于彼此且相对于柱形座202的运动方面被锁定。这三个方向是沿着纵向轴线A的轴向方向、沿着柱形座202的周向部分的切线方向和从柱形座202朝向驱动轴90的径向方向。现在将进一步解释借助于锁定件221.1、221.2、221.3的锁定机制。
锁定件221.1、221.2、221.3被提供作为T形杆元件并且在相邻径向轴承主体203.1、203.2、203.3、203.4上方突出并伸入到柱形座202中、特别是突入到具有设置在其中的底切的沟槽中。在这个具体实施例中,沿着纵向轴线A在柱形座202内提供沟槽,柱形座202被形成在轴承壳体80自身内。底切在切线方向上延伸。从而,借助于锁定件221.1、221.2、221.3,提供了径向轴承主体203.1、203.2、203.3与轴承壳体80的燕尾形连接。燕尾形连接锁定了轴承主体203.1、203.2、203.3的运动且从而锁定了经由径向可倾斜支撑结构204.1、204.2、204.3、204.4与轴承主体203.1、203.2、203.3附接的径向轴承垫205.1、205.2、205.3、205.4在切线方向上的运动。
在径向方向上的锁定借助于弹簧元件222.1、222.2来实现,为了附图简明,仅针对锁定件221.2进行命名。弹簧元件221.1、222.2被提供为弹性体并且被设置在T形锁定件221.2的上部部分与径向轴承主体203.2、203.3之间。
防磨损元件223.1、223.2、223.3、223.4被设置在锁定件221.2和轴承壳体80和径向轴承主体203.2、203.3之间。特别地,防磨损元件223.1、223.2被设置在锁定件221.2和径向轴承主体203.2、203.3之间,并且防磨损元件223.3、223.4被设置在锁定件221.2和轴承壳体80之间、特别是在底切的位置处。防磨损元件223.1、223.2、223.3、223.4保护锁定件221.2免受磨损。
图11示出了沿图10的轴承装置70的纵向轴线A的截面的侧透视图。如可以看到的,止动板224.2与锁定件221.2一体形成。止动板224.2在径向方向上具有比锁定件221.2更大的延伸。从而,止动板224.2压靠柱形座202的边沿。如图所示,该边沿可以是轴承壳体80的一部分,该部分在轴承壳体80的内柱形表面上凸起,并且在该部分上可以提供用于径向流体轴承的柱形座202。止动板224.2被螺栓连接到柱形座202的边沿。止动板224.2提供沿着纵向轴线A在轴向方向上的锁定。

Claims (13)

1.一种用于风力涡轮机(10)的轴承装置(70),其包括轴承壳体(80)和驱动轴(90),其中所述驱动轴(90)沿着所述轴承壳体(80)的纵向轴线(A)在轴向方向上被设置在所述轴承壳体(80)内,所述轴承装置(70)还包括下风轴承(100)和上风轴承(200),其中所述下风轴承(100)和所述上风轴承(200)被完全设置在所述轴承壳体(80)和所述驱动轴(90)之间,其中所述下风轴承(100)和/或所述上风轴承(200)是包括多个径向轴承垫(205)的径向流体轴承,其中所述多个径向轴承垫(205)中的每一个被附接到所述径向流体轴承的多个径向轴承主体(203)中的一个,并且所述多个径向轴承垫(205)围绕所述驱动轴(90)设置,
其特征在于,
所述多个径向轴承主体(203)沿着所述轴承壳体(80)的柱形座(202)的周向部分彼此相邻地设置,其中相邻的径向轴承主体(203)借助于压配合的锁定件(221)相对于彼此且相对于所述柱形座(202)在运动上被锁定,所述锁定件(221)提供与所述柱形座(202)的燕尾形连接,
所述多个径向轴承垫(205)中的每一个借助于径向可倾斜支撑结构(204)被附接到所述多个径向轴承主体(203)中的一个,其中,所述径向可倾斜支撑结构(204)借助于弹簧连接件(218)被连接到所述多个径向轴承主体(203)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述锁定件(221)在所述相邻的径向轴承主体(203)上方突出。
3.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述锁定件(221)突入到所述柱形座(202)中。
4.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述锁定件(221)的底部部分沿着所述柱形座(202)的所述周向部分在切线方向上延伸。
5.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述锁定件(221)中的至少一个是T形杆元件或I形杆元件。
6.根据权利要求5所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述T形杆元件或者所述I形杆元件由刚性材料制成。
7.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
至少一个弹簧元件(222)被设置在所述锁定件(221)中的所述至少一个与所述相邻的径向轴承主体(203)中的一个之间。
8.根据权利要求7所述的轴承装置(70),
其特征在于,
刚性元件被设置在所述至少一个弹簧元件(222)与相邻的径向轴承主体(203)中的至少一个之间。
9.根据权利要求7所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述弹簧元件(222)是弹性体。
10.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
所述锁定件(221)包括止动板(224),其被设置成沿着所述纵向轴线(A)在轴向方向上抵靠所述柱形座(202)的边沿。
11.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
至少一个防磨损元件(223)被设置在所述锁定件(221)中的至少一个与所述柱形座(202)或径向轴承主体(203)之间。
12.根据权利要求1或2所述的轴承装置(70),
其特征在于,
至少一个弯曲接口板(214)可以与所述径向轴承垫(205)相对地被附接到所述多个径向轴承主体(203)中的至少一个,其中所述接口板(214)被设置成与所述径向流体轴承的所述柱形座(202)接触。
13.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的轴承装置(70)的风力涡轮机(10),其中所述风力涡轮机(10)还包括可操作地连接成驱动所述驱动轴(90)的转子(50)以及可操作地连接成被所述驱动轴(90)驱动的发电机(40)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778696A (en) * 1955-01-12 1957-01-22 Ralph D Lease Thrust bearing structure
GB1004733A (en) * 1962-01-19 1965-09-15 Glacier Co Ltd Thrust bearing assemblies
CH569895A5 (zh) * 1973-12-19 1975-11-28 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
CH668811A5 (de) * 1984-07-19 1989-01-31 Glyco Metall Werke Hydrodynamisches gleitlager.
DE60209117D1 (de) * 2001-06-06 2006-04-20 Capital Formation Inc Wellenlageranordnung
CN201502632U (zh) 2009-08-04 2010-06-09 申科滑动轴承股份有限公司 高压顶油轴承润滑油防逆流结构
CN103953644A (zh) 2014-05-21 2014-07-30 无锡杰尔压缩机有限公司 径向可调的可倾瓦轴承
DK3219984T3 (en) 2016-03-14 2019-04-08 Siemens Ag Sliding bearing assembly for a wind turbine
EP3252306B1 (en) 2016-05-31 2018-12-26 Siemens Aktiengesellschaft A wind turbine including a sliding bearing
EP3276192B1 (en) 2016-07-29 2019-11-27 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Bearing arrangement
EP3279471B1 (en) 2016-08-03 2020-09-30 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine, bearing housing and method for operating a wind turbine
CN110382892B (zh) 2017-03-16 2021-08-24 西门子歌美飒可再生能源公司 滑动轴承垫支撑件
CN110418902B (zh) 2017-03-16 2021-10-15 西门子歌美飒可再生能源公司 滑动轴承垫支撑件
EP3460238B1 (en) 2017-09-20 2020-04-15 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine
DK3460271T3 (da) 2017-09-20 2020-08-31 Siemens Gamesa Renewable Energy As Fluidfilmleje til en vindmølle
EP3460269A1 (en) 2017-09-20 2019-03-27 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Fluid film bearing for a wind turbine

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