CN113757045B - 一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，设有塔筒，塔筒上固定有机舱，机舱内从前至后分别安装有主轴组件支撑装置、齿轮箱和发电机，在机舱的前方设有轮毂，轮毂上安装有叶片，所述主轴组件支撑装置包括主轴和轴承座，所述轴承座为前后一体式结构，主轴套接在轴承座内，轴承座的前端与主轴的前端之间以前侧主轴承连接，轴承座的后端与主轴的后端之间以后侧主轴承连接。本发明的有益效果是：将传统的前、后分离的两个轴承座合二为一，增加了刚性，提升了轴承座的径向和轴向受力效果，改善了齿轮箱的受载情况。

Description

一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体是一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组。

背景技术

在双馈风力发电机组中，主轴组件支撑装置是连接齿轮箱和轮毂的核心部件，其性能的好坏直接影响风机运行的可靠性。中国专利文献CN211287975U于2020年8月18日公开了“一种双馈风电机组双主轴承传动装置及布置结构”，包括主轴，主轴一端连接轮毂，另一端连接齿轮箱，主轴外侧从轮毂向齿轮箱方向依次设有前主轴承组件和后主轴承组件，前主轴承组件包括前主轴承和前主轴承座，后主轴承组件包括后主轴承和后主轴承座；其特征是，所述前主轴承组件和后主轴承组件间隙设置；前主轴承座的至少一处端壁设有前集油盘和前排油管，后主轴承座的至少一处端壁设有后集油盘和后排油管；前主轴承组件所在主轴圆柱面直径大于后主轴承组件所在主轴圆柱面直径，前主轴承组件和后主轴承组件之间的主轴设有圆锥面；后主轴承组件的后端设有锁紧件。本实用新型的好处是改善齿轮箱受载，装配方便，散热快。对于此类传统的风力发电机组，采用的是前后轴承座分开的主轴组件支撑装置，整体刚性较差；前后主轴承一般为圆柱滚子轴承和球轴承，径向和轴向的受力效果差；齿轮箱受载较复杂，故障较多。因此这种传统结构已经不太适合大功率的大型双馈风电机组。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，将传统的前、后分离的两个轴承座合二为一，增加了刚性，提升了轴承座的径向和轴向受力效果，改善了齿轮箱的受载情况。

为了方便描述，下文中如无明确指出具体指向，“前”方指主轴轴向的轮毂侧方向，“后”方指主轴轴向的发电机侧方向。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，设有塔筒，塔筒上固定有机舱，机舱内从前至后分别安装有主轴组件支撑装置、齿轮箱和发电机，在机舱的前方设有轮毂，轮毂上安装有叶片，所述主轴组件支撑装置包括主轴和轴承座，所述轴承座为前后一体式结构，主轴套接在轴承座内，轴承座的前端与主轴的前端之间以前侧主轴承连接，轴承座的后端与主轴的后端之间以后侧主轴承连接。

作为优选，所述前侧主轴承和后侧主轴承为圆锥轴承。

作为优选，主轴侧壁的前端设有外凸的主轴安装定位台阶，前侧主轴承的内圈限位安装在主轴安装定位台阶的后方；轴承座内侧壁的前端设有外凸的轴承座前安装定位圈，前侧主轴承的外圈限位安装在轴承座前安装定位圈的前方；轴承座内侧壁的后端设有外凸的轴承座后安装定位圈，后侧主轴承的外圈位安装在轴承座后安装定位圈的后侧；主轴的后端可拆装的固定有后侧后挡圈，后侧后挡圈抵接后侧主轴承内圈的后端面；所述后侧后挡圈与齿轮箱之间扭矩连接。

作为优选，主轴安装定位台阶和前侧主轴承的内圈之间夹设有前侧前挡圈；前侧主轴承的后侧固定有前侧后挡圈；前侧后挡圈为周向分体式结构。

作为优选，轴承座的前端固定有前侧前端盖；前侧主轴承的后侧可拆装的固定有前侧后端盖，前侧后挡圈限位安装在前侧后端盖的后侧。

作为优选，前侧主轴承的前侧安装有前侧密封压板，前侧密封压板和前侧主轴承之间封固有前侧密封圈；前侧密封压板为周向分体式结构。

作为优选，后侧主轴承的前侧设有后侧前挡圈；后侧前挡圈为周向分体式结构。

作为优选，后侧主轴承的前侧可拆装的固定有后侧前端盖，后侧前挡圈限位安装在后侧前端盖的后侧；轴承座的后端固定有后侧后端盖。

作为优选，后侧主轴承的后侧安装有后侧密封压板，后侧密封压板和后侧主轴承之间封固有后侧密封圈；后侧密封压板为周向分体式结构。

作为优选，所述轴承座为密封结构；在轴承座的侧壁上开设有维护孔，维护孔配设有可开合的轴承座盖板。

本方案设计的大型双馈风电机组上的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，包括有三个主要的改进点：一，将传统的前、后两个轴承座设计为一体式的整体结构，可以增加结构的刚性；二，将传统的圆柱滚子轴承、球轴承改为圆锥轴承，在轴向和径向受力上均有显著的提升；三，在主轴的后端，采用挡圈的形式来实现对后侧主轴承的定位，彻底改变了传统装备步骤中的涨紧法，因此在安装上更加方便高效，也容易进行拆、换和维修，同时，不再以巨大尺寸的主轴的后端直接深入至齿轮箱内进行连接，而是在端盖的后端面上设计成类似法兰盘的结构，以常规尺寸的螺栓连接，将扭矩传递至齿轮箱内即可，提高了配合精度，减轻了重量，改善了齿轮箱的受载情况。具体结构中，在主轴外侧壁的靠近前、后两端的位置分别加工有平行于主轴轴线的圆柱面，分别作为与轴承座前、后两端安装固定的位置。在主轴前端的安装位置上，通过设计外凸的轴承座前安装定位圈来形成主轴前端的限位结构，在轴承座内侧壁的前、后端分别设计外凸的轴承座前安装定位圈、轴承座后安装定位圈，配合前侧主轴承、后侧主轴承实现主轴和轴承座的套接，主轴相对轴承座可转并形成轴向定位。在前、后侧的安装配合结构中，主轴承的前后两侧均设计有挡圈、端盖，挡圈用来实现轴向限位，端盖主要用来遮挡外侧的沙尘异物等。轴承座被设计为内部中空的密封结构，因此还配合设计有密封圈，配合密封压板用来实现密封，防止雨水、沙尘等进入轴承座内部和运动部件之间造成故障。为了方便人员维修，在轴承座的侧壁上还开设有维护孔，并用适配的轴承座盖板来封闭维护孔。

综上所述，本发明的有益效果是：将传统的前、后分离的两个轴承座合二为一，增加了刚性，提升了轴承座的径向和轴向受力效果，改善了齿轮箱的受载情况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是主轴组件支撑装置的结构示意图。

图3是图2的轴向剖视图。

图4是图3的A部放大图。

图5是图3的B部放大图。

其中：1机舱，2发电机，3齿轮箱，4主轴组件支撑装置，43轴承座，431轴承座盖板，432轴承座前安装定位圈，433轴承座后安装定位圈，44主轴，441主轴安装定位台阶，451前侧前挡圈，452前侧密封压板，453前侧密封圈，454前侧前端盖，455前侧主轴承，456前侧后端盖，457前侧后挡圈，461后侧前端盖，462后侧前挡圈，463后侧主轴承，464后侧后端盖，465后侧密封圈，466后侧密封压板，467后侧后挡圈，5叶片，6轮毂，7塔筒。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

如图1所示的实施例，为一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，该大型双馈风电机组包括塔筒7，塔筒7上固定有机舱1，机舱1内从前至后分别安装有主轴组件支撑装置4、齿轮箱3和发电机2，在机舱1的前方，则是与主轴连接的轮毂6，轮毂6上安装有叶片5。

如图2、图3所示，本例中的主轴组件支撑装置4包括轴承座43和套设在轴承座43内的主轴44。其中，轴承座43为前后一体式结构，长度与主轴44的长度适配。本例的轴承座43内部中空，外壳是密封结构，在外壳上开设有供维修的维护孔，维护孔配设有可开合的轴承座盖板431。

轴承座43和主轴44的前端配合结构参见图4。在主轴44的前端设有一段与主轴44轴向平行的圆柱面，圆柱面的前端外凸的设有一圈主轴安装定位台阶441。在轴承座43内侧壁的前端设有外凸的轴承座前安装定位圈432。前侧主轴承455安装在主轴44的前端圆柱面外、轴承座43的内侧壁内。前侧主轴承455的内圈限位安装在主轴安装定位台阶441的后方，外圈限位安装在轴承座前安装定位圈432的前方。主轴安装定位台阶441和前侧主轴承455的内圈之间夹设有前侧前挡圈451；前侧主轴承455的后侧固定有前侧后挡圈457。轴承座43的前端固定有前侧前端盖454；前侧主轴承455的后侧可拆装的固定有前侧后端盖456，前侧后挡圈457限位安装在前侧后端盖456的后侧。同时，前侧主轴承455的前侧安装有前侧密封压板452，前侧密封压板452和前侧主轴承455之间封固有前侧密封圈453。

轴承座43和主轴44的后端配合结构参见图5。在主轴44的后端也设有一段与主轴44轴向平行的圆柱面。在轴承座43内侧壁的后端设有外凸的轴承座后安装定位圈433。后侧主轴承463安装在主轴44的后端圆柱面外、轴承座43的内侧壁内。后侧主轴承463的外圈限位安装在轴承座后安装定位圈433的后方，主轴44的后端以螺纹连接的方式固定有后侧后挡圈467，后侧后挡圈467抵接后侧主轴承463内圈的后端面。后侧主轴承463的前侧设有后侧前挡圈462，后侧主轴承463的前侧可拆装的固定有后侧前端盖461，后侧前挡圈462限位安装在后侧前端盖461的后侧；轴承座43的后端固定有后侧后端盖464。同样的，后侧主轴承463的后侧安装有后侧密封压板466，后侧密封压板466和后侧主轴承463之间封固有后侧密封圈465。

本例中，前侧主轴承455和后侧主轴承463均为圆锥轴承。前侧后挡圈457、后侧前挡圈462、前侧密封压板452和后侧密封压板466均为周向分体式结构。

回到图1，由于本例中主轴44的后端安装了后侧后挡圈467，因此主轴44的后端不再直接深入至齿轮箱内进行连接，而是在端盖的后端面上设计设计成类似法兰盘的结构，以常规尺寸的螺栓连接，将扭矩传递至齿轮箱3内即可。

Claims (10)

1.一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，设有塔筒（7），塔筒（7）上固定有机舱（1），机舱（1）内从前至后分别安装有主轴组件支撑装置（4）、齿轮箱（3）和发电机（2），在机舱（1）的前方设有轮毂（6），轮毂（6）上安装有叶片（5），其特征是，所述主轴组件支撑装置（4）包括主轴（44）和轴承座（43），所述轴承座（43）为前后一体式结构，主轴（44）套接在轴承座（43）内，轴承座（43）的前端与主轴（44）的前端之间以前侧主轴承（455）连接，轴承座（43）的后端与主轴（44）的后端之间以后侧主轴承（463）连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，所述前侧主轴承（455）和后侧主轴承（463）为圆锥轴承。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，主轴（44）的前端设有外凸的主轴安装定位台阶（441），前侧主轴承（455）的内圈限位安装在主轴安装定位台阶（441）的后方；轴承座（43）内侧壁的前端设有外凸的轴承座前安装定位圈（432），前侧主轴承（455）的外圈限位安装在轴承座前安装定位圈（432）的前方；轴承座（43）内侧壁的后端设有外凸的轴承座后安装定位圈（433），后侧主轴承（463）的外圈位安装在轴承座后安装定位圈（433）的后侧；主轴（44）的后端可拆装的固定有后侧后挡圈（467），后侧后挡圈（467）抵接后侧主轴承（463）内圈的后端面；所述后侧后挡圈（467）与齿轮箱（3）之间扭矩连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，主轴安装定位台阶（441）和前侧主轴承（455）的内圈之间夹设有前侧前挡圈（451）；前侧主轴承（455）的后侧固定有前侧后挡圈（457）；前侧后挡圈（457）为周向分体式结构。

5.根据权利要求4所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，轴承座（43）的前端固定有前侧前端盖（454）；前侧主轴承（455）的后侧可拆装的固定有前侧后端盖（456），前侧后挡圈（457）限位安装在前侧后端盖（456）的后侧。

6.根据权利要求1或2所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，前侧主轴承（455）的前侧安装有前侧密封压板（452），前侧密封压板（452）和前侧主轴承（455）之间封固有前侧密封圈（453）；前侧密封压板（452）为周向分体式结构。

7.根据权利要求3所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，后侧主轴承（463）的前侧设有后侧前挡圈（462）；后侧前挡圈（462）为周向分体式结构。

8.根据权利要求7所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，后侧主轴承（463）的前侧可拆装的固定有后侧前端盖（461），后侧前挡圈（462）限位安装在后侧前端盖（461）的后侧；轴承座（43）的后端固定有后侧后端盖（464）。

9.根据权利要求8所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，后侧主轴承（463）的后侧安装有后侧密封压板（466），后侧密封压板（466）和后侧主轴承（463）之间封固有后侧密封圈（465）；后侧密封压板（466）为周向分体式结构。

10.根据权利要求1或2所述的一种应用有一体式轴承座的大型双馈风电机组，其特征是，所述轴承座（43）为密封结构；在轴承座（43）的侧壁上开设有维护孔，维护孔配设有可开合的轴承座盖板（431）。

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