CN201475162U - 一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承 - Google Patents

一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承 Download PDF

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吴朝阳
王景夏
丁承楼
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Changzhou Guangyang Bearing Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，包括外齿圈(1)、内圈(2)、钢球(3)、保持架(4)堵塞(5)、锥销(6)、密封圈(7)，轴承接触角为45°；外齿圈(1)有上下两排直径、曲率相同的滚道(9)，外齿圈(1)上端面(10)设置有密封槽(11)；外齿圈(1)外径(14)上有齿(23)；外齿圈(1)上设置有安装孔(18)与吊装孔(19)；内圈(2)有上下两排直径、曲率相同的滚道(22)，内圈(2)下端面(16)设置有密封槽(11a)；内圈(2)内径(12a)面上下两个装球孔(15)，装球孔(15)和堵塞(5)过渡配合，堵塞(5)通过锥销(6)和内圈(2)固定；在内圈(2)内径(14)面上下各有两排注油孔(20)和出油孔(21)，内圈(2)上有安装孔(18a)和吊装孔(19a)。本实用新型具有良好的密封性能、结构紧凑、表面防腐、可靠性高、使用寿命长、润滑性能好、运转平稳的特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩。

Description

一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承
技术领域
本实用新型属于轴承技术在风力发电设备上的应用，主要涉及一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承。
背景技术
目前，在风力发电设备上采用的偏航系统。其特征是：位于偏航系统总成，用于风机的迎风方向，主要承受径向负荷、轴向负荷和倾覆力矩。要求该轴承具有良好的密封性能、高可靠性、，并且运转灵活、寿命超过20年等。一般采用四点接触球转盘轴承，该结构轴承能同时承受较大的径向、轴向负荷和倾覆力矩。
但是，对于安装在兆瓦机上的单排四点接触球转盘轴承，其承载能力远远达不到使用工况的要求，致使轴承提前失效，缩短了风机的维护周期，增加了风机的维修费用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，安装在风力发电设备偏航系统的塔座与机舱的联接处，该轴承具有良好的密封性能、结构紧凑、表面防腐、可靠性高、使用寿命长、润滑性能好、运转平稳的特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩。
本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现：其零件包括：外齿圈、内圈、钢球、保持架堵塞、锥销、密封圈，轴承接触角为45°；外齿圈有上下两排直径、曲率相同的滚道，滚道是由两个曲率半径为0.53倍滚动体直径组成的桃形沟的结构形式；外圈上端面设置有可装入密封圈的密封槽；外圈外径上有齿；外圈上设置有安装孔与吊装孔；内圈有上下两排直径、曲率相同的滚道，滚道是由两个曲率半径为0.52倍滚动体直径组成的桃形沟结构形式；内圈下端面设置有可装入密封圈的密封槽；内圈内径面上下两个装球孔，装球孔和堵塞过渡配合，堵塞通过锥销和内圈固定；在内圈内径面上下各有两排注油孔和出油孔，内圈上有安装孔和吊装孔。
所述的外齿圈、内圈的外露表面设置有防腐层。
所述外齿圈内径上具有梯形凸台，其与密封圈的双唇配合构成迷宫式密封结构。
所述内圈外径具有梯形凸台，其与密封圈的双唇配合构成迷宫式密封结构。
所述保持架为隔离块的结构形式，球兜的曲率半径Ra为0.54倍的滚动体直径。保持架具有中心孔，球兜表面具有沟槽。
所述的堵塞上设置有的用于拔出堵塞的螺纹孔。
所述密封圈为K形双唇密封的结构形式。
由上结构可以看出，本实用新型设计的轴承接触角α、α1为45°，该角度的设计是为了使轴承能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩；轴承除齿表面及密封处，其余外表面防腐处理，可延长轴承的使用寿命。
外齿圈有上下两排直径、曲率相同的滚道，使两排钢球能同时承受载荷；滚道是由两个曲率半径为0.53倍滚动体直径的R组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应交变载荷使用工况的要求；上端面有密封槽可装入密封圈，既能防止灰尘、雨水的侵入，又能阻止润滑脂的外泄；内径上的梯形凸台与密封圈的双唇配合形成的迷宫，可有效的提高密封性能；外径上的齿与偏航系统减速电机上的小齿轮啮合，可以调节风机的迎风角度，起偏航作用；外齿圈上的安装孔与塔座上的孔可方便螺栓的联接；吊装孔便于轴承安装时的起吊。
内圈有上下两排直径、曲率相同的滚道，使两排钢球能同时承受载荷；滚道是由两个曲率半径为0.52倍滚动体直径的R1组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应交变载荷使用工况的要求；下端面有密封槽可装入密封圈，既能防止灰尘、雨水的侵入，又能阻止润滑脂的外泄；外径上的梯形凸台与密封圈的双唇配合形成的迷宫，可有效的提高密封性能；内径面上下两个装球孔的设计，既方便钢球的装入，又可最大限度的多装钢球，提高轴承的承载能力，装球孔和堵塞过渡配合，与上端面的锥销孔用锥销销紧，可防止钢球掉出；在内径面上下各有两排注油孔和出油孔，注油孔为轴承提供新鲜的油脂，以利于轴承的润滑，出油孔方便费油的排出；内圈上的安装孔与机舱法兰上的孔可方便螺栓的联接；吊装孔便于轴承安装时的起吊。
保持架为隔离块的结构形式，球兜的曲率半径Ra为0.54倍的滚动体直径，该设计的球兜与钢球达到最佳的曲线弥合度，使轴承的运转更加平稳；中心孔和球兜表面的沟槽既可减少与钢球的接触面积，降低摩擦发热，又储藏一定的油脂起润滑作用。
堵塞与内圈的装球孔过渡配合，用锥销固定，其滚道锥销孔与内圈的滚道、锥销孔配加工，螺纹孔用于堵塞的拔出，方便轴承的装配与拆卸。
密封圈采用K形双唇密封的结构形式，密封圈的双唇与外齿圈内径上的梯形凸台配合和内圈外径上的梯形凸台配合均可形成的迷宫式密封，可有效的提高密封性能。
综上所述，本实用新型具有良好的密封性能、结构紧凑、表面防腐、可靠性高、使用寿命长、润滑性能好、运转平稳的特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为外齿圈结构示意图。
附图3为外齿圈滚道示意图。
附图4为内圈结构示意图。
附图5为内圈滚道示意图。
附图6为保持架结构示意图。
附图7为图6的左视图。
附图8为堵塞结构示意图。
附图9为图8的俯视图。
附图10为密封圈结构示意图。
图中：1、外齿圈，2、内圈，3、钢球，4、保持架，5、堵塞，6、锥销，7、密封圈，8、防腐层，9、滚道，10、10a上端面，11、11a、密封槽，12、12a、内径，13、13a、凸台，14、14a、外径，15、装球孔，16、下端面，17、17a、锥销孔，18、18a、安装孔，19、19a、吊装孔，20、注油孔，21、出油孔，22、22a、滚道，23、齿，24、球兜，25、螺纹孔，26、双唇，27、中心孔，28、沟槽。
具体实施方式
结合附图，说明本实用新型的具体实施例。
如附图1所示：本实用新型轴承其零件包括：外齿圈1、内圈2、钢球3、保持架4、堵塞5、锥销6、密封圈7、防腐层8。
轴承的接触角α、α1设计为45°，该角度的设计是为了使轴承能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩；轴承除齿23表面及密封处，其余外表面有防腐层8，可延长轴承的使用寿命。
如附图2、图3所示：外齿圈1有上下两排直径、曲率相同的滚道9，使两排钢球3能同时承受载荷；滚道9是由两个曲率半径为0.53倍滚动体直径的R组成桃形沟的结构形式；上端面10有密封槽11可装入密封圈7；内径12上的梯形凸台13与密封圈7的双唇26配合形成的迷宫，可有效的提高密封性能；外径14上的齿23与偏航系统减速电机上的小齿轮啮合，可以调节风机的迎风角度，起偏航作用；外齿圈1上的安装孔18与塔座上的孔可方便螺栓的联接；吊装孔19便于轴承安装时的起吊。
如附图4、图5所示：内圈2有上下两排直径、曲率相同的滚道22，使两排钢球3能同时承受载荷；滚道22是由两个曲率半径为0.52倍滚动体直径的R1组成桃形沟的结构形式；下端面16有密封槽11a可装入密封圈7；外径14a上的梯形凸台13a与密封圈7的双唇26配合形成的迷宫，可有效的提高密封性能；内径12a面上下两个装球孔15的设计，既方便钢球3的装入，又可最大限度的多装钢球3，提高轴承的承载能力，装球孔15和堵塞5过渡配合，与上端面10a的锥销孔17用锥销6销紧，可防止钢球3掉出；在内径12a面上下各有两排注油孔20和出油孔21，注油孔20为轴承提供新鲜的油脂，以利于轴承的润滑，出油孔21方便费油的排出；内齿圈2上的安装孔18a与机舱法兰上的孔可方便螺栓的联接；吊装孔19a便于轴承安装时的起吊。
如附图6、图7所示：保持架4为隔离块的结构形式，球兜24的曲率半径Ra为0.54倍的滚动体直径，该设计的球兜24与钢球3达到最佳的曲线弥合度，使轴承的运转更加平稳；中心孔27和球兜24表面的沟槽28既可减少与钢球3的接触面积，降低摩擦发热，又储藏一定的油脂起润滑作用。
如附图8、图9所示：堵塞5与内圈2的装球孔15过渡配合，用锥销6固定，其滚道22a、锥销孔17a与内圈2的滚道22、锥销孔17配加工，螺纹孔25用于堵塞5的拔出，方便轴承的装配与拆卸。
如附图10所示：密封圈7采用K形双唇26密封的结构形式，密封圈7的双唇26与外齿圈1内径12上的梯形凸台13配合和内圈2外径14a上的梯形凸台13a配合均可形成的迷宫式密封，可有效的提高密封性能。

Claims (8)

1.一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其零件包括：外齿圈(1)、内圈(2)、钢球(3)、保持架(4)堵塞(5)、锥销(6)、密封圈(7)，其特征是：轴承接触角(α)、(α1)为45°；外齿圈(1)有上下两排直径、曲率相同的滚道(9)，滚道(9)是由两个曲率半径为0.53倍滚动体直径(R)组成的桃形沟的结构形式；外齿圈(1)上端面(10)设置有可装入密封圈(7)的密封槽(11)；外齿圈(1)外径(14)上有齿(23)；外圈(1)上设置有安装孔(18)与吊装孔(19)；内圈(2)有上下两排直径、曲率相同的滚道(22)，滚道(22)是由两个曲率半径为0.52倍滚动体直径(R1)组成的桃形沟结构形式；内圈(2)下端面(16)设置有可装入密封圈(7)的密封槽(11a)；内圈(2)内径(12a)面上下两个装球孔(15)，装球孔(15)和堵塞(5)过渡配合，堵塞(5)通过锥销(6)和内圈(2)固定；在内圈(2)内径(14)面上下各有两排注油孔(20)和出油孔(21)，内圈(2)上有安装孔(18a)和吊装孔(19a)。
2.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：外齿圈(1)、内圈(2)的外露表面设置有防腐层(8)。
3.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：外齿圈(1)内径(12)上具有梯形凸台(13)，其与密封圈(7)的双唇(26)配合构成迷宫式密封结构。
4.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：内圈(2)外径(14a)具有梯形凸台(13a)，其与密封圈(7)的双唇(26)配合构成迷宫式密封结构。
5.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：所述的保持架(4)为隔离块的结构形式，球兜(24)的曲率半径(Ra)为0.54倍的滚动体直径。
6.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：堵塞(5)上设置有的用于拔出堵塞(5)的螺纹孔(25)。
7.根据权利要求1所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：密封圈(7)为K形双唇(26)密封的结构形式。
8.根据权利要求5所述的一种兆瓦风电机组偏航系统专用轴承，其特征是：保持架(4)具有中心孔(27)，球兜(24)表面具有沟槽(28)。
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