CN112065672A - 风力发电机组、转盘轴承及用于转盘轴承的隔离块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风力发电机组、转盘轴承及用于转盘轴承的隔离块，隔离块的外周表面上设有储油凹槽，储油凹槽沿隔离块的轴向按照螺旋线形状延伸，在转盘轴承运行过程中，润滑脂在滚道内流动，并且对隔离块上储油凹槽的侧壁产生作用力，从而使得隔离块沿滚道的轴向移动的同时产生自转，从而将润滑脂涂抹的更加均匀，也就提高了转盘轴承的使用寿命。

Description

风力发电机组、转盘轴承及用于转盘轴承的隔离块

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种转盘轴承和用于转盘轴承的隔离块。本发明还涉及一种风力发电机组。

背景技术

转盘轴承由于能够承受径向载荷、轴向载荷及倾覆力矩，被广泛应用于工程机械、运输机械、冶金机械及风力发电机械和港口机械等领域。例如风电行业中，叶轮的轮毂中通常使用变桨系统对叶片进行变桨来调节叶轮吸收风能的大小，以应对风的大小变化，使叶轮吸收的风能趋于稳定；由于风向的多变，风电机组设计有偏航对风系统，使叶轮趋于对准随时变化的风向。在变桨系统和偏航系统中普遍使用转盘轴承来调节叶片和机舱的回转运动。

转盘轴承通常可以包括内圈和外圈，钢球滚动体和隔离块交替排列在外圈和内圈形成的圆弧形滚道内，内圈或外圈上具有润滑脂嘴和润滑脂孔。转盘轴承由于受到内部空间结构的影响，钢球滚动体和隔离块之间及钢球滚动体与滚道之间的空隙较小，并且隔离块与滚道之间的间隙也比较小，需要在上述各部件之间设置润滑脂，以减少干摩擦。

在维修实践中，常常遇到转盘轴承使用一段时间后，钢球滚动体和隔离块之间及钢球滚动体与滚道之间的润滑脂不均，将严重影响转盘轴承的使用寿命。

对于风电设备使用的转盘轴承，更换轴承及维护代价很大，因此如何提高转盘轴承的使用寿命将是降低成本的一个行之有效的方法。

发明内容

本发明的发明目的之一在于提供一种隔离块，以使滚动体和隔离块之间及滚动体与滚道之间的润滑脂更加均匀，从而提高了转盘轴承的使用寿命。

本发明的另一发明目的在于提供一种转盘轴承，该转盘轴承具有较高的使用寿命。

本发明的另一发明目的在于提供一种风力发电机组，该风力发电机组具有上述转盘轴承。

根据本发明的一个方面，提供一种用于转盘轴承的隔离块，所述隔离块的外周表面上设有储油凹槽，所述储油凹槽沿所述隔离块的轴向按照螺旋线形状延伸，在转盘轴承运行过程中，润滑脂在滚道内流动，并且对隔离块上储油凹槽的侧壁产生作用力，从而使得隔离块沿滚道的轴向移动的同时产生自转，从而将润滑脂涂抹的更加均匀。

根据本发明的一具体实施方式，所述储油凹槽的升角为大于或等于60°，且小于90°。

更进一步地，所述储油凹槽贯通所述隔离块的轴向的两端部，以使润滑脂顺畅流动。

优选地，所述隔离块的轴向的两端部分别向内凹陷呈凹球形面，所述储油凹槽的端部与所述凹球形面相交，使润滑脂涂抹的更加均匀。

更进一步地，所述隔离块沿轴向设有连通两个所述凹球形面的储油通孔，通过将储油通孔设置为与凹球形面连通，进一步连通于储油凹槽，从而使隔离块各个接触面都与润滑脂充分接触，使润滑脂涂抹的更加均匀。

具体地，所述储油通孔沿所述隔离块的轴向按照螺旋线形状形成，在转盘轴承运行过程中，润滑脂在滚道内流动，对隔离块上储油通孔的侧壁面产生作用力，便于隔离块绕自身轴线旋转。

优选地，所述储油通孔的旋向与所述储油凹槽的旋向相同，以使隔离块能够绕自身轴线稳定的旋转。

更加具体地，所述储油凹槽在垂直于所述隔离块的轴向的截面呈“匚”字型、“U”字型或梯形。

具体地，所述隔离块的两端部的横截面积不小于所述隔离块的中部的横截面积。

根据本发明的另一方面，提供一种转盘轴承，所述转盘轴承包括轴承内圈、轴承外圈以及设置于所述轴承内圈和所述轴承外圈之间的滚道内的滚动体和隔离块，所述隔离块为本发明提供的隔离块，其中，所述滚动体和所述隔离块交替排列。

根据本发明的一个方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括本发明提供的转盘轴承。

本发明提供的风力发电机组、转盘轴承及用于转盘轴承的隔离块至少具有如下有益效果：隔离块包括由外周表面向内凹陷形成的储油凹槽，且该储油凹槽可以沿着隔离块的轴向按照螺旋线形状延伸，在转盘轴承运行过程中，润滑脂在滚道内流动，并且对隔离块上储油凹槽的侧壁产生作用力，从而使得隔离块沿滚道的轴向移动的同时产生自转，从而将润滑脂涂抹的更加均匀，也就提高了转盘轴承的使用寿命。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明一具体实施方式提供的隔离块的结构图。

图2是图1中的隔离块的主视图。

图3是图1中的隔离块的俯视图。

图4是具有图1中的隔离块的一种转盘轴承的结构图。

附图标记说明

100、隔离块； 101、储油凹槽；

102、储油通孔； 103、凹球形面；

200、轴承内圈； 300、轴承外圈；

400、滚动体； 201、注脂孔；

202、排脂孔。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

参照图1至图3，根据本发明的一个方面，提供一种隔离块100，隔离块100的外周表面向内凹陷形成有储油凹槽101，该储油凹槽101可以沿隔离块100的轴向按照螺旋线状延伸。在转盘轴承运行过程中，润滑脂与隔离块100之间具有相对运动，该润滑脂对隔离块100上储油凹槽101的侧壁产生作用力，从而使隔离块100能够绕自身轴线旋转，也就是说，该隔离块100在滚道内沿滚道的延伸方向移动的同时还产生自转，使得滚道内的润滑脂被隔离块100的自转涂抹的更加均匀，也就提高了转盘轴承的使用寿命。

可以理解的是，根据实际需要，隔离块100可以呈圆柱状结构，或者呈圆锥状结构，具体请参照下文描述，相应地，储油凹槽101可以设置为圆锥螺旋线状或者圆柱螺旋线状，都在本发明的保护范围内。

当然，为了进一步增加润滑脂的流动性，该储油凹槽101可以贯通隔离块100的轴向的两端部设置，从而使润滑脂能够在每个储油凹槽101内顺畅流通，利于隔离块100自身旋转。

继续参照图1至图3，根据本发明的一具体实施方式，为了使隔离块100的自转速度与在滚道内的移动速度相配合，避免隔离块100自转速度过快，储油凹槽101的升角α可以设置为大于或等于60°，且小于90°，更加优选地，该储油凹槽101的升角α可以设置为85°-87°。可以理解的是，本发明中定义的升角为：螺旋线上每一点的切线，对圆柱正截面的倾角都相等，这一角度称为圆柱螺旋线的升角。

可以理解的是，本发明一具体实施方式，储油凹槽101可以由隔离块100的外周表面向内凹陷形成，该储油凹槽101可以贯通隔离块100的轴向的两端，但不以此为限。更加具体地，根据实际需要，储油凹槽101的数量可以选择多条，多条储油凹槽101可以沿隔离块100的周向均匀布置，但不限于，本发明一具体实施方式提供的隔离块100具有6条储油凹槽101。

根据本发明的一具体实施方式，储油凹槽101在垂直于隔离块100的轴向的截面可以呈“匚”字型、“U”字型或者梯形，都在本发明的保护范围内。更加具体地，储油凹槽101的宽度可以为3-4mm，但不以此为限，这里定义的宽度表示储油凹槽101在隔离块100的正截面上的圆周方向的尺寸。可以理解的是，储油凹槽101的深度也可以为3-4mm，但不以此为限，可以根据实际需要选择，这里定义的深度表示储油凹槽101在隔离块100的正截面上的大致平行于径向方向的尺寸。

继续参照图1至图3，为了提高与滚动体400的接触面积，根据本发明的一具体实施方式，隔离块100的相对的两端可以分别向内凹陷呈凹球形面103。滚动体400可以容纳于该凹球形面103内，并且在滚动体400和凹球形面103之间可以设置有润滑脂，以降低滚动体400与凹球形面103之间的摩擦。凹球形面103的大小可以根据实际需要选择，但不限于，该凹球形面103在垂直于隔离块100的轴向方向的正投影可以覆盖隔离块100的正投影，也就是说，该凹球形面103可以覆盖隔离块100的整个端部(图未示)，但不以此为限。

根据本发明的一具体实施方式，凹球形面103的球心可以设置于隔离块100的轴线上或者该轴线的延伸线上。

为了进一步提高润滑脂的流动性，给滚动体400提供充足的润滑脂，更加具体地，储油凹槽101的端部可以与凹球形面103相交，以便使储油凹槽101能够与凹球形面103连通，从而使润滑脂能够更好地流动。

更进一步地，为了进一步提高润滑脂的流动性，以能够更好地给滚动体400润滑，根据本发明的一具体实施方式，隔离块100沿轴向可以设有连通两个凹球形面103的储油通孔102，该储油通孔102内可以填充有充足的润滑脂，该储油通孔102可以与滚道连通，以使更多的润滑脂可以进入到储油通孔102内，从而使滚动体400与隔离块100之间、滚动体400与滚道之间具有充足的润滑脂，以充分润滑。由于凹球形面103可以与储油凹槽101连通，进而使储油通孔102与储油凹槽101连通，也就提高了润滑脂的流动性。

更加具体地，储油通孔102可以布置于隔离块100的轴线处，如图1所示，位于凹球形面103底部的圆形储油通孔的中心轴线可以与隔离块100的中心轴线重合，但不以此为限。更加具体地，储油通孔102可以为多个，多个储油通孔102可以彼此平行设置。根据本发明的一具体实施方式，圆形储油通孔的外围可以设置有其他储油通孔，例如但不限于，圆形储油通孔的外围具有两个圆周，每个圆周上可以设置有多个储油通孔102，相邻的储油通孔102之间彼此不连通。对于储油通孔102的横截面形状，可以根据实际需要选择，例如但不限于，可以为圆形、扇形或者扇环形，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，圆形储油通孔与该隔离块100的中心轴线重合；另外，靠近该圆形储油通孔的圆周上设置有多个横截面呈扇形的储油通孔102，在最外侧圆周上设置有多个横截面呈扇弧形的储油通孔102，但不以此为限。根据本发明的一具体实施方式，位于不同圆周上的储油通孔102可以彼此连通，以进一步提高润滑脂的流动性，例如图2中的位于中央位置的圆形的储油通孔2可以与位于其外周的储油通孔102连通，当然，根据实际需要，位于同一圆周上的相邻的储油通孔102也可以彼此连通。

为了进一步提高隔离块100的自转能力，根据本发明的一具体实施方式，储油通孔102沿隔离块100的轴向也可以按照螺旋线形状延伸，且储油通孔102的旋向可以与储油凹槽101的旋向相同，但不以此为限。

根据本发明的一具体实施方式，隔离块100可以呈柱体状结构，也可以设置成两端的横截面积小于中部的横截面积，但不以此为限，可以根据实际需要选择，优选地，隔离块100的两端部的横截面积不小于中部的横截面积。更加具体地，该隔离块100的中部的横截面直径与两端的横截面直径的比值可以为0.85-1，从而可以使润滑脂涂抹的更加均匀。

根据实际需要，隔离块100可以采用金属材料、金属合金材料形成，也可以采用非金属材料形成，例如但不限于陶瓷、尼龙、工程塑料等，都在本发明的保护范围内。更加具体地，根据实际需要，该隔离块100可以采用不沾润滑脂的材料形成，可以理解的是，也可以在隔离块100的外表面上涂覆有不沾润滑脂的材料，都在本发明的保护范围内。

可以理解的是，本发明提供的隔离块可以适用于风电领域，例如但不限于，可以应用于风电机组变桨系统和偏航系统，也可以适用于其他领域，例如但不限于，工程机械、建筑机械、军工机械、民用建筑或者车辆等具有转盘轴承的领域。

参照图4，根据本发明的另一方面，提供一种转盘轴承，转盘轴承可以包括轴承内圈200、轴承外圈300以及设置于轴承内圈200和轴承外圈300之间的滚道内的滚动体400和隔离块，隔离块可以为本发明提供的隔离块100，其中，滚动体400和隔离块100交替排列。

根据本发明的一具体实施方式，其中轴承内圈200和轴承外圈300上均设置有注脂孔201和排脂孔202，以便润滑脂能够均匀布置于轴承内圈200和轴承外圈300形成的滚道内。

根据本发明的一个方面，提供一种风力发电机组，风力发电机组包括本发明提供的转盘轴承。

本发明提供的转盘轴承，可以防止内部的润滑脂因轴承内圈200和轴承外圈300间密封圈密封表面的表面质量、安装工艺、橡胶老化、维护加脂不均等问题，导致润滑脂分布不均的问题，从而提高可维护性，减小故障范围，减小维修成本，降低发电量损失。

本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (9)

1.一种用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述隔离块(100)的外周表面上设有储油凹槽(101)，所述储油凹槽(101)沿所述隔离块的轴向按照螺旋线形状延伸。

2.根据权利要求1所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述储油凹槽(101)的升角为大于或等于60°，且小于90°。

3.根据权利要求1所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述储油凹槽(101)贯通所述隔离块(100)的轴向的两端部。

4.根据权利要求3所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述隔离块(100)的轴向的所述两端部分别向内凹陷呈凹球形面(103)，所述储油凹槽(101)的端部与所述凹球形面(103)相交。

5.根据权利要求4所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述隔离块(100)沿轴向设有连通两个所述凹球形面(103)的储油通孔(102)，所述储油通孔(102)沿所述隔离块(100)的轴向按照螺旋线形状形成。

6.根据权利要求5所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述储油通孔(102)的旋向与所述储油凹槽(101)的旋向相同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于转盘轴承的隔离块，其特征在于，所述隔离块(100)的两端部的横截面积不小于所述隔离块(100)的中部的横截面积。

8.一种转盘轴承，其特征在于，所述转盘轴承包括轴承内圈(200)、轴承外圈(300)以及设置于所述轴承内圈(200)和所述轴承外圈(300)之间的滚道内的滚动体(400)和隔离块，所述隔离块为根据权利要求1至7中任一项所述的隔离块(100)，其中，所述滚动体(400)和所述隔离块(100)交替排列。

9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括根据权利要求8所述的转盘轴承。

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