CN112139762A - 一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺，包括挡圈本体，所述挡圈本体的上端开设有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面上卡合有拧紧圈，第一斜面和第二斜面之间的挡圈本体上开设有凹槽，凹槽与拧紧圈啮合，凹槽下端的两侧分别开设有第一侧槽和第二侧槽。本风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺，通过将原本整体的轴承挡圈拆分成挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块，第一卡合块和第二卡合块分别与挡圈本体活动连接，并通过支撑弹簧对其进行限位，结构简单，拧紧圈采用螺纹与挡圈本体连接，在安装拧紧圈进挡圈本体时，则可以将第一卡合块和第二卡合块顶出挡圈本体，实现挡圈本体的安装固定。

Description

一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺
技术领域
本发明涉及风电环技术领域，特别涉及一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺。
背景技术
风能是最为洁净的且可再生的绿色能源，分布广泛、资源丰富，随着环境的污染日益严重，风能的利用发展迅速，尤其是风力发电前景十分广阔，尽管目前风力发电技术的研发比较成熟，但是仍然存在着很对实际问题，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。风力发电机主轴的轴承在使用中容易损坏，需要将轴承挡圈拆卸后更换新的轴承，但是轴承挡圈是通过加热枪加热后装配上去的，冷却后与紧箍在主轴上，目前拆卸挡圈的办法是重新加热挡圈然后在进行拆卸，否则无法拆卸下来，操作难度多，十分困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺，通过将原本整体的轴承挡圈拆分成挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块，第一卡合块和第二卡合块分别与挡圈本体活动连接，并通过支撑弹簧对其进行限位，结构简单，拧紧圈采用螺纹与挡圈本体连接，在安装拧紧圈进挡圈本体时，则可以将第一卡合块和第二卡合块顶出挡圈本体，实现挡圈本体的安装固定，同时拆卸拧紧圈，第一卡合块和第二卡合块可以回到挡圈本体内，能够对挡圈本体进行拆装，从而方便维修风电环件轴承，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风电环件轴承挡圈结构，包括挡圈本体，所述挡圈本体的上端开设有第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面上卡合有拧紧圈，第一斜面和第二斜面之间的挡圈本体上开设有凹槽，凹槽与拧紧圈啮合，凹槽下端的两侧分别开设有第一侧槽和第二侧槽，第一侧槽和第二侧槽内活动连接有第一卡合块和第二卡合块，凹槽的下端连接有弹簧槽。
优选的，所述第一侧槽和第二侧槽的上端面上均连接有限位柱，限位柱分别与第一卡合块和第二卡合块活动连接。
优选的，所述弹簧槽的内部等距离的设置有导向杆，导向杆的两端分别套有支撑弹簧，支撑弹簧的一端与弹簧槽侧壁固定连接，支撑弹簧的另一端分别连接第一卡合块和第二卡合块。
优选的，所述凹槽为环形结构的凹陷槽，凹槽外圈的内壁上开设有内螺纹。
优选的，所述拧紧圈的上端固定连接有限位圈，限位圈下表面的两侧设置有与第一斜面和第二斜面相匹配的斜面结构，拧紧圈的外壁上开设有外螺纹，拧紧圈下端的两侧对称开设有推送斜面，推送斜面分别与第一卡合块和第二卡合块相抵。
优选的，所述第一卡合块和第二卡合块均为弧形构件，第一卡合块和第二卡合块靠近拧紧圈的一侧分别设置有导向面，第一卡合块和第二卡合块远离导向面一侧的上表面开设有导向槽，第一卡合块和第二卡合块的下端面固定连接有弹簧支撑板，弹簧支撑板延伸至弹簧槽内，第一卡合块和第二卡合块的两端分别开设有滚珠槽。
优选的，所述滚珠槽的侧壁上开设有弧面圆槽，弧面圆槽内卡合连接有钢珠。
优选的，所述第一卡合块和第二卡合块的导向面倾斜方向相反，且导向面下方的位置上设置有垂直面。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种风电环件轴承挡圈结构的锻造工艺，包括如下步骤：
S1锻件加热：将预热完成的轴承挡圈材料放置到高温熔化炉中进行加热，温度加热到1100℃时，进行保温处理，准备锻造；
S2锻造工序：将加热到要求温度的锻件坯取出，然后对锻件进行墩粗锻造，完成挡圈本体粗件、拧紧圈粗件、第一卡合块粗件和第二卡合块粗件，墩粗锻造完成后采用数控机床进行冲孔挖槽，在挡圈本体粗件上形成凹槽、第一侧槽、第二侧槽和弹簧槽，在第一卡合块粗件和第二卡合块上开设设滚珠槽；
S3整形工序：冲孔挖槽后，再对挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块进行整形，通过轻锤进行连续整圆，直至挡圈本体和拧紧圈成型，第一卡合块粗件和第二卡合块的弧度与挡圈本体相匹配；
S4打磨工序：将挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块打磨光滑，开设螺纹，并打磨形成第一斜面、第二斜面、推送斜面以及导向面；
S5退火降温冷却：锻造后采用球化退火处理使锻件回温冷却，将锻件加热到700℃以上，然后保温2h，在进行缓慢冷却到500—550℃，恒温条件下保温3h，然后将炉内温度缓慢降到150℃，最后将锻件出炉后通过空冷的方法冷却至室温；
S6焊接组装：将挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块依次焊接组装成套。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺，通过将原本整体的轴承挡圈拆分成挡圈本体、拧紧圈、第一卡合块和第二卡合块，第一卡合块和第二卡合块分别与挡圈本体活动连接，并通过支撑弹簧对其进行限位，结构简单，拧紧圈采用螺纹与挡圈本体连接，在安装拧紧圈进挡圈本体时，则可以将第一卡合块和第二卡合块顶出挡圈本体，实现挡圈本体的安装固定，同时拆卸拧紧圈，第一卡合块和第二卡合块可以回到挡圈本体内，能够对挡圈本体进行拆装，从而方便维修风电环件轴承。
附图说明
图1为本发明的整体安装结构图；
图2为本发明的整体安装剖视图；
图3为本发明的挡圈本体结构图；
图4为本发明的挡圈本体剖视图；
图5为本发明的拧紧圈结构图；
图6为本发明的第一卡合块结构图；
图7为本发明的第一卡合块部分结构图；
图8为本发明的第二卡合块结构图。
图中：1、挡圈本体；11、第一斜面；12、第二斜面；13、凹槽；131、内螺纹；14、第一侧槽；15、第二侧槽；16、弹簧槽；161、导向杆；162、支撑弹簧；2、拧紧圈；21、限位圈；22、外螺纹；23、推送斜面；3、第一卡合块；31、导向面；32、导向槽；33、弹簧支撑板；34、滚珠槽；341、弧面圆槽；342、钢珠；4、第二卡合块。
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。
请参阅图1-图4，一种风电环件轴承挡圈结构，包括挡圈本体1，挡圈本体1的上端开设有第一斜面11和第二斜面12，第一斜面11和第二斜面12上卡合有拧紧圈2，第一斜面11和第二斜面12之间的挡圈本体1上开设有凹槽13，凹槽13与拧紧圈2啮合，凹槽13为环形结构的凹陷槽，凹槽13外圈的内壁上开设有内螺纹131，内螺纹131用于与拧紧圈2的外螺纹22啮合，启起到固定拧紧圈2的作用，凹槽13下端的两侧分别开设有第一侧槽14和第二侧槽15，第一侧槽14和第二侧槽15的上端面上均连接有限位柱，限位柱分别与第一卡合块3和第二卡合块4活动连接，起到导向作用，能够为第一卡合块3和第二卡合块4导向，防止第一卡合块3和第二卡合块4错位，第一侧槽14和第二侧槽15内活动连接有第一卡合块3和第二卡合块4，凹槽13的下端连接有弹簧槽16，弹簧槽16的内部等距离的设置有导向杆161，导向杆161的两端分别套有支撑弹簧162，支撑弹簧162的一端与弹簧槽16侧壁固定连接，支撑弹簧162的另一端分别连接第一卡合块3和第二卡合块4，在支撑弹簧162的作用下，能够带动第一卡合块3和第二卡合块4收缩进第一侧槽14和第二侧槽15内，方便挡圈本体1进行安装。
请参阅图5，拧紧圈2的上端固定连接有限位圈21，限位圈21下表面的两侧设置有与第一斜面11和第二斜面12相匹配的斜面结构，斜面结构与第一斜面11和第二斜面12卡合，防止凹槽13内进水，起到密封租用，拧紧圈2的外壁上开设有外螺纹22，拧紧圈2下端的两侧对称开设有推送斜面23，推送斜面23分别与第一卡合块3和第二卡合块4相抵。
请参阅图6-图8，第一卡合块3和第二卡合块4均为弧形构件，第一卡合块3和第二卡合块4靠近拧紧圈2的一侧分别设置有导向面31，第一卡合块3和第二卡合块4的导向面31倾斜方向相反，且导向面31下方的位置上设置有垂直面，在没有安装拧紧圈2时，第一卡合块3和第二卡合块4在支撑弹簧162的作用下通过垂直面相抵，保证挡圈本体1表面齐平，方便将挡圈本体1整个安装至轴承圈内，当安装拧紧圈2时，拧紧圈2下端的推送斜面23分别与导向面31相抵，随着拧紧圈2的推送，第一卡合块3和第二卡合块4被推送出第一侧槽14和第二侧槽15，从而与轴承圈卡合，固定轴承挡圈本体1，第一卡合块3和第二卡合块4远离导向面31一侧的上表面开设有导向槽32，导向槽32与限位柱活动连接，第一卡合块3和第二卡合块4的下端面固定连接有弹簧支撑板33，弹簧支撑板33延伸至弹簧槽16内，弹簧支撑板33的一侧与支撑弹簧162连接，且导向杆161贯穿弹簧支撑板33，弹簧支撑板33跟随第一卡合块3和第二卡合块4移动位置，另外在没有外力时，弹簧支撑板33在支撑弹簧162的作用下，带动第一卡合块3和第二卡合块4复位，方便对挡圈本体1进行拆卸，第一卡合块3和第二卡合块4的两端分别开设有滚珠槽34，滚珠槽34的侧壁上开设有弧面圆槽341，弧面圆槽341内卡合连接有钢珠342，钢珠342可以在弧面圆槽341内旋转，钢珠342与轴承圈内的安装槽卡合，能够降低轴承挡圈与轴承圈的摩擦力，从而提高轴承的润滑度。
为了更好的展现风电环件轴承挡圈结构的锻造流程，本实施例现提出一种风电环件轴承挡圈结构的锻造工艺，包括以下步骤：
S1锻件加热：将预热完成的轴承挡圈材料放置到高温熔化炉中进行加热，温度加热到1100℃时，进行保温处理，准备锻造，挡圈本体1、拧紧圈2、第一卡合块3和第二卡合块4采用相同材质锻造；
S2锻造工序：将加热到要求温度的锻件坯取出，然后对锻件进行墩粗锻造，完成挡圈本体1粗件、拧紧圈2粗件、第一卡合块3粗件和第二卡合块4粗件，墩粗锻造完成后采用数控机床进行冲孔挖槽，在挡圈本体1粗件上形成凹槽13、第一侧槽14、第二侧槽15和弹簧槽16，在第一卡合块3粗件和第二卡合块4上开设设滚珠槽34；
S3整形工序：冲孔挖槽后，再对挡圈本体1、拧紧圈2、第一卡合块3和第二卡合块4进行整形，通过轻锤进行连续整圆，直至挡圈本体1和拧紧圈2成型，第一卡合块3粗件和第二卡合块4的弧度与挡圈本体1相匹配；
S4打磨工序：将挡圈本体1、拧紧圈2、第一卡合块3和第二卡合块4打磨光滑，开设螺纹，并打磨形成第一斜面11、第二斜面12、推送斜面23以及导向面31，推送斜面23与导向面31相匹配；
S5退火降温冷却：锻造后采用球化退火处理使锻件回温冷却，将锻件加热到700℃以上，然后保温2h，在进行缓慢冷却到500—550℃，恒温条件下保温3h，然后将炉内温度缓慢降到150℃，最后将锻件出炉后通过空冷的方法冷却至室温；
S6焊接组装：将挡圈本体1、拧紧圈2、第一卡合块3和第二卡合块4依次焊接组装成套。
综上所述：本风电环件轴承挡圈结构及其锻造工艺，通过将原本整体的轴承挡圈拆分成挡圈本体1、拧紧圈2、第一卡合块3和第二卡合块4，第一卡合块3和第二卡合块4分别与挡圈本体1活动连接，并通过支撑弹簧162对其进行限位，结构简单，拧紧圈2采用螺纹与挡圈本体1连接，在安装拧紧圈2进挡圈本体1时，则可以将第一卡合块3和第二卡合块4顶出挡圈本体1，实现挡圈本体1的安装固定，同时拆卸拧紧圈2，第一卡合块3和第二卡合块4可以回到挡圈本体1内，能够对挡圈本体1进行拆装，从而方便维修风电环件轴承。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风电环件轴承挡圈结构，包括挡圈本体(1)，其特征在于：所述挡圈本体(1)的上端开设有第一斜面(11)和第二斜面(12)，第一斜面(11)和第二斜面(12)上卡合有拧紧圈(2)，第一斜面(11)和第二斜面(12)之间的挡圈本体(1)上开设有凹槽(13)，凹槽(13)与拧紧圈(2)啮合，凹槽(13)下端的两侧分别开设有第一侧槽(14)和第二侧槽(15)，第一侧槽(14)和第二侧槽(15)内活动连接有第一卡合块(3)和第二卡合块(4)，凹槽(13)的下端连接有弹簧槽(16)。
2.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述第一侧槽(14)和第二侧槽(15)的上端面上均连接有限位柱，限位柱分别与第一卡合块(3)和第二卡合块(4)活动连接。
3.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述弹簧槽(16)的内部等距离的设置有导向杆(161)，导向杆(161)的两端分别套有支撑弹簧(162)，支撑弹簧(162)的一端与弹簧槽(16)侧壁固定连接，支撑弹簧(162)的另一端分别连接第一卡合块(3)和第二卡合块(4)。
4.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述凹槽(13)为环形结构的凹陷槽，凹槽(13)外圈的内壁上开设有内螺纹(131)。
5.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述拧紧圈(2)的上端固定连接有限位圈(21)，限位圈(21)下表面的两侧设置有与第一斜面(11)和第二斜面(12)相匹配的斜面结构，拧紧圈(2)的外壁上开设有外螺纹(22)，拧紧圈(2)下端的两侧对称开设有推送斜面(23)，推送斜面(23)分别与第一卡合块(3)和第二卡合块(4)相抵。
6.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述第一卡合块(3)和第二卡合块(4)均为弧形构件，第一卡合块(3)和第二卡合块(4)靠近拧紧圈(2)的一侧分别设置有导向面(31)，第一卡合块(3)和第二卡合块(4)远离导向面(31)一侧的上表面开设有导向槽(32)，第一卡合块(3)和第二卡合块(4)的下端面固定连接有弹簧支撑板(33)，弹簧支撑板(33)延伸至弹簧槽(16)内，第一卡合块(3)和第二卡合块(4)的两端分别开设有滚珠槽(34)。
7.如权利要求6所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述滚珠槽(34)的侧壁上开设有弧面圆槽(341)，弧面圆槽(341)内卡合连接有钢珠(342)。
8.如权利要求1所述的一种风电环件轴承挡圈结构，其特征在于：所述第一卡合块(3)和第二卡合块(4)的导向面(31)倾斜方向相反，且导向面(31)下方的位置上设置有垂直面。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的风电环件轴承挡圈结构的锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1锻件加热：将预热完成的轴承挡圈材料放置到高温熔化炉中进行加热，温度加热到1100℃时，进行保温处理，准备锻造；
S2锻造工序：将加热到要求温度的锻件坯取出，然后对锻件进行墩粗锻造，完成挡圈本体(1)粗件、拧紧圈(2)粗件、第一卡合块(3)粗件和第二卡合块(4)粗件，墩粗锻造完成后采用数控机床进行冲孔挖槽，在挡圈本体(1)粗件上形成凹槽(13)、第一侧槽(14)、第二侧槽(15)和弹簧槽(16)，在第一卡合块(3)粗件和第二卡合块(4)上开设设滚珠槽(34)；
S3整形工序：冲孔挖槽后，再对挡圈本体(1)、拧紧圈(2)、第一卡合块(3)和第二卡合块(4)进行整形，通过轻锤进行连续整圆，直至挡圈本体(1)和拧紧圈(2)成型，第一卡合块(3)粗件和第二卡合块(4)的弧度与挡圈本体(1)相匹配；
S4打磨工序：将挡圈本体(1)、拧紧圈(2)、第一卡合块(3)和第二卡合块(4)打磨光滑，开设螺纹，并打磨形成第一斜面(11)、第二斜面(12)、推送斜面(23)以及导向面(31)；
S5退火降温冷却：锻造后采用球化退火处理使锻件回温冷却，将锻件加热到700℃以上，然后保温2h，在进行缓慢冷却到500—550℃，恒温条件下保温3h，然后将炉内温度缓慢降到150℃，最后将锻件出炉后通过空冷的方法冷却至室温；
S6焊接组装：将挡圈本体(1)、拧紧圈(2)、第一卡合块(3)和第二卡合块(4)依次焊接组装成套。
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