CN201187526Y - 用极限设计专有技术研制的风电1.25-2.0mw变桨双排球轴承 - Google Patents

Abstract

用极限设计专有技术研制的风电1.25－2.0MW变桨双排球轴承。解决现有双排球轴承额定静载荷低，使用寿命短的问题。采用了发明人首创的双排球轴承极限设计专有技术确定出四种规格1.25－2.0MW风力发电机变桨用双排球转盘轴承的结构要素和主参数，在保持外形尺寸不变情况下，与现有同类型的双排球转盘轴承相比，钢球直径Dw增大，沟道曲率半径R改变，即保持轴承套圈和隔离器有足够的强度要求条件下，尽最大可能挖掘钢球占据的有效空间，使额定静载荷值提高，使用寿命大幅度增长。

Description

用极限设计专有技术研制的风电1.25-2.0MW变桨双排球轴承

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种用于1.25-2.0MW风力发电机的变桨用双排球转盘轴承，属特大型轴承类。

(二)背景技术：

当前，为调整能源结构，减少温室气体排放，缓解环境污染，加强能源安全，进而对清洁可再生的风能的利用已成为关注的热点。中国风能资源丰富，储量达16亿KW，可开发量达2.53亿KW，2020年前我国风力发电机组总装机容量将达到3000万KW。以往我国的风电机组主要依靠进口，设备投资昂贵，导致电价成本居高不下，影响风电市场化运行。为此，自主开发优化的风力发电机便提上日程。

现有风电机组的变桨轴承的主要结构见图2，变桨轴承用于FL1500型风电机组中叶片11和轮毂之间的旋转连接。机组运行时，变桨减速电机9带动小齿轮10，与变桨轴承1～8的内齿4啮合，通过用连接件12与叶片11连接的轴承内圈3，带动叶片转动；按电控系统的设定进行变桨动作，即调整叶片的迎风角度，进而调节风电机组转速，实现风电机组对风能最大程度的利用。

对于现有1.25-2.0MW风力发电机的变桨双排球转盘轴承，见图1，其主参数钢球直径Dw、钢球周向数量Z以及沟道曲率半径R的确定，按现有的老方法设计，即设计的钢球直径小、数量多，导致球轴承额定静载荷低，使用寿命短，降低了风电机组发电量、增加维修费用和运转成本。

(三)发明内容：

本实用新型提供的用极限设计专有技术研制的风电变桨双排球转盘轴承，就是解决现有两排球轴承额定静载荷低，使用寿命短的问题。提供了四种规格变桨球轴承，采用发明人首创的极限设计专有技术确定出变桨球轴承的主参数，与现有同类型的双排球轴承相比，钢球直径Dw增大，沟道曲率半径R改变。

采用的技术方案如下：

用极限设计专有技术研制的风电1.25-2.0MW变桨双排球轴承，具有一个外圈1、一个内圈3和内、外圈间设有相同的双沟道5；两双沟道之间装有双列钢球2；在内圈3内圆开有内直齿4；在内圈和外圈各有一组轴向通孔6和7；四种规格的轴承外径D、轴承内径d、轴承宽度H、外圈宽度C和内圈宽度B分别为表1中序号1-4的数值，其特征是四种规格双列钢球2直径Dw、双列钢球2在周向设置数量Z，以及每个沟道曲率半径R的取值范围分别为表1中序号1-4中的一组，即取值为序号1或2或3或4的数值范围。上述两列球轴承周向每相邻两列钢球之间可装具有储油功能的隔离器8。

表1

本实用新型的有益效果：风电1.25-2.0MW变桨球轴承，在保持外形尺寸不变情况下，与原同规格轴承比，钢球直径Dw增大，每列钢球在周向设置数量Z减少，沟道曲率半径R改变，即保持轴承套圈和隔离器有足够的强度要求条件下，尽最大可能挖掘钢球占据的有效空间，使额定静载荷值提高，使用寿命大幅度增长。新轴承额定静载荷Amax和倾覆力矩Mmax及接触角α°的取值分别为表2中序号1-4中的各组，即取值为表2中序号1或2或3或4的数值。                                表2

(四)附图说明

图1用极限设计专有技术研制的风电1.25--2.0MW变桨双排球轴承结构图

图2本实用新型和配套的风电机组部分构件示意图

(五)具体实施方式

实施例1：见图1、见表1中序号1，

用极限设计专有技术研制的风电变桨球轴承，轴承规格对应风电机组的容量为1.5MW。具有一个外圈1、一个内圈3和内、外圈间设有相同的双沟道5；两双沟道之间装有双列钢球2；在内圈3内圆开有内直齿4；在内圈和外圈各有一个轴向通孔6和7；轴承外径D为2050mm、轴承内径d为1657.3mm、轴承高度H为142mm、外圈高度C为132mm和内圈高度B为132；用极限设计专有技术确定的双排钢球2直径Dw为40mm、双排钢球2在周向设置数量Z为276，以及每个沟道曲率半径R＝21.0-21.60mm。见表2序号1，球轴承额定静载荷Amax达18290KN，倾覆力矩Mmax为7954KN.M。

本风电变桨轴承实施例1，还可设有如下优化结构：①两列球轴承在周向每相邻钢球2之间均设具有储油功能的隔离器8，将球与环由点接触改为线接触。可在隔离器中部钻储油孔。②内圈和外圈上各有沟道，轴承两端面可装冲压密封件8.1密封。

实施例2：见图1

表1中序号2，用极限设计专有技术研制的风电变桨球轴承，轴承规格对应风电机组的容量为1.25MW。轴承外径D为1870mm、轴承内径d为1520mm、轴承高度H为140mm、外圈高度C为134mm和内圈高度B为132；用极限设计专有技术确定的双排钢球2直径Dw为41.275mm、双排钢球2在周向设置数量Z为236，以及每个沟道曲率半径R＝21.669-22.289mm。见表2序号2，球轴承额定静载荷Amax达15300KN，倾覆力矩Mmax为5950KN.M。其余结构与实施例1相同。

实施例3：见图1

表1中序号3，用极限设计专有技术研制的风电变桨轴承，轴承规格对应风电机组容量为1.5MW。轴承外径D为2080mm、轴承内径d为1657.3mm、轴承高度H为170mm、外圈高度C为159mm和内圈高度B为159；用极限设计专有技术确定的双列钢球2直径Dw为41.275mm、双排钢球2在周向设置数量Z为264，以及每个沟道曲率半R为21.669-22.289mm。见表3序号3，球轴承额定静载荷Amax达20860KN，倾覆力矩Mmax为9036KN.M。其余结构与实施例1相同。

实施例4：见图1

表1中序号4，用极限设计专有技术研制的风电变桨轴承，轴承规格对应风电机组容量为2.0MW。轴承外径D为2392mm、轴承内径d为1956mm、轴承高度H为181mm、外圈高度C为171mm和内圈高度B为171；用极限设计专有技术确定的双列钢球2直径Dw为47.625mm、双排钢球2在周向设置数量Z为268，以及每个滚道曲率半径R为25.003-25.718mm。见表2序号4，球轴承额定静载荷Amax达23120KN，倾覆力矩Mmax为11660KN.M。

其余结构与实施例1相同。

Claims (3)

1.用极限设计专有技术研制的风电1.25-2.0MW变桨双排球轴承，具有一个外圈(1)、一个内圈(3)和内、外圈间设有相同的双沟道(5)；两双沟道之间装有双列钢球(2)；在内圈(3)内圆开有内直齿(4)；在内圈和外圈各有一组轴向通孔(6)和(7)；四种规格的轴承外径D、轴承内径d、轴承高度H、外圈高度C和内圈高度B分别为表1中序号1-4的数值，其特征是四种规格轴承结构要素：双排钢球直径Dw、双排钢球在周向设置数量Z以及每个沟道曲率半径R的取值范围分别为表1中序号1-4中的各组，即取值为序号1或2或3或4的数值范围。表1

2.按权利要求1所述风电1.25-2.0MW变桨双排球轴承，其特征是表1中序号1-4的四种规格轴承的主参数：额定静载荷Amax和倾覆力矩Mmax及接触角α°的取值分别为表2中序号1-4中的各组，即取值为表2中序号1或2或3或4的数值。

表2

3.按权利要求1所述风电1.25--2.0MW变桨双排球轴承轴承，其特征是两列球轴承在周向相邻两排钢球之间设具有储油功能的隔离器(8)。

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