CN201714595U - 一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构 - Google Patents

一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及风力发电机的主轴系结构，具体地说是一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，包括主轴、主轴轴承、轴承密封结构及轴承座，其中主轴轴承套设在主轴上、位于主轴与轴承座之间，在主轴轴承的两侧设有轴承密封结构；所述主轴上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面及与主轴轴承连接的第二配合面的一侧分别设有卸荷槽，在主轴上设有用于轴承密封结构轴向定位的锁紧螺母，主轴上与该锁紧螺母连接处设有管螺纹，锁紧螺母与主轴螺纹连接。本实用新型在主轴与增速箱锁紧盘和主轴轴承的配合面附近加开卸荷槽，降低了主轴在增速箱锁紧盘、主轴轴承配合边界的应力集中，提高了主轴轴承疲劳寿命。

Description

一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构
技术领域
本实用新型涉及风力发电机的主轴系结构，具体地说是一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构。
背景技术
目前，兆瓦级双馈异步变速风力发电机的主轴系结构是由主轴、主轴轴承、轴承密封结构及轴承座组成的。其中，多数的兆瓦级双馈异步变速风力发电机的主轴耐疲劳能力不强，在安装大螺母的位置攻普通螺纹，螺纹承载能力差，大螺母防松效果差，进而导致降低主轴寿命。
此外，在小功率千瓦级别的风力发电机发展阶段，轴承密封结构通常都是使用标准的滚子轴承配合挡板、毛毡或者是内置一个V型圈在轴承端盖内部工作。但是，随着风力发电机兆瓦级的出现和发展，轴承型号尺寸也不断增加；主轴系统零部件尺寸增大以后，遇到了很多新的问题，对润滑剂的选择更多地倾向于油或者低粘度酯。因此，上述提到的小功率机型通用的密封结构，由于密封效果不好，已不能满足兆瓦级风力发电机的密封。
再有，轴承密封结构中的主轴轴承轴向定位简单，不可靠，对轴承寿命影响较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提高主轴寿命的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构。
本实用新型的另一目的在于提供一种显著提高轴承密封效果的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构。
本实用新型的又一目的在于提供一种轴承定位安全可靠的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括主轴、主轴轴承、轴承密封结构及轴承座，其中主轴轴承套设在主轴上、位于主轴与轴承座之间，在主轴轴承的两侧设有轴承密封结构；所述主轴上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面及与主轴轴承连接的第二配合面的一侧分别设有卸荷槽，在主轴上设有用于轴承密封结构轴向定位的锁紧螺母，主轴上与该锁紧螺母连接处设有管螺纹，锁紧螺母与主轴螺纹连接。
其中：所述轴承密封结构为在位于主轴与轴承座之间的主轴轴承的两侧分别设有端盖和轴套，所述端盖和轴套之间为迷宫密封，迷宫密封内设有毛毡带；在迷宫密封的终端设有V型密封胶圈；轴承座的一侧设有第一端盖及第一轴套，另一侧设有第二端盖及第二轴套，轴承座、主轴、第一端盖、第一轴套、第二端盖及第二轴套之间围成腔体，所述主轴轴承容置在该腔体内、并套设在主轴上；第一端盖安装在轴承座上、与第一轴套之间为迷宫密封，在迷宫密封内设有第一毛毡带；所述第一端盖的端面开有槽，该槽内容置有套设在第一轴套上、位于迷宫密封终端的第一V型密封胶圈；第一轴套的一侧抵接在主轴轴承上，另一侧与套设在主轴上的锁紧螺母相抵接、通过锁紧螺母轴向定位；所述第一轴套另一侧的主轴上设有管螺纹，锁紧螺母通过管螺纹与主轴连接；主轴上与主轴轴承连接的第二配合面及第一轴套安装面之间设有第二卸荷槽；第二端盖安装在轴承座上、与第二轴套之间为迷宫密封，在迷宫密封内设有第二毛毡带，在第二端盖的外侧设有套设在第二轴套上、位于迷宫密封终端的第二V型密封胶圈；第二端盖由第一组件及第二组件组成，其中第一组件的一端安装在轴承座上，另一端与第二组件相连接，第二组件与第二轴套之间为迷宫密封；所述第二V型密封胶圈位于第二组件的外侧；所述主轴的管螺纹上沿轴向设有凹槽，该凹槽内容置有锁定扣，所述锁定扣上开有通孔，通孔内设有螺栓；所述主轴上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面靠近管螺纹的一侧设有第一卸荷槽。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.本实用新型在主轴与增速箱锁紧盘和主轴轴承的配合面附近加开卸荷槽，降低了主轴在增速箱锁紧盘、主轴轴承配合边界的应力集中，提高了主轴轴承疲劳寿命。
2.本实用新型在主轴轴承两侧的端盖与轴套之间采用迷宫密封及毛毡带的组合密封方式，显著提高了密封效果。
3.本实用新型在迷宫密封的终端附加了V型密封胶圈，进一步防止了润滑脂外漏。
4.本实用新型的第二端盖从工艺角度上考虑，为了便于加工，由两个组件组成。
5.本实用新型采用锁紧螺母及轴套方式进行主轴轴承的轴向定位，定位效果好。
6.锁紧螺母通过管螺纹与主轴连接，管螺纹增大承载能力。
7.在锁紧螺母上采用锁定扣及螺栓顶紧锁固，加强了锁紧螺母的防松效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中主轴的结构立体图；
图3为本实用新型轴承密封结构的结构示意图；
图4为图1中A处左视局部放大立体图；
其中：1为主轴，2为主轴轴承，3为轴承座，4为锁紧螺母，5为第一配合面，6为第二配合面，7为第一卸荷槽，8为第二卸荷槽，9为第一轴套安装面，10为管螺纹，11为凹槽，12为第一端盖，13为第一毛毡带，14为第一V型密封胶圈，15为第一轴套，16为第二端盖，17为第一组件，18为第二组件，19为第二毛毡带，20为第二V型密封胶圈，21为第二轴套，22为腔体，23为锁定扣，24为通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1所示，本实用新型包括主轴1、主轴轴承2、轴承密封结构及轴承座3，其中主轴轴承2套设在主轴1上、位于主轴1与轴承座3之间，在主轴轴承2的两侧设有轴承密封结构。该轴承密封结构为在位于主轴1与轴承座3之间的主轴轴承2的两侧分别设有端盖和轴套，所述端盖和轴套之间为迷宫密封，迷宫密封内设有毛毡带，在迷宫密封的终端设有V型密封胶圈。
如图3所示，轴承座3的一侧设有第一端盖12及第一轴套15，另一侧设有第二端盖16及第二轴套21，轴承座3、主轴1、第一端盖12、第一轴套15、第二端盖16及第二轴套21之间围成腔体22，所述主轴轴承2容置在该腔体22内、并套设在主轴1上。
第一端盖12通过螺栓固接在轴承座3的一侧、与第一轴套15之间为迷宫密封，在迷宫密封内靠近腔体15的一端设有第一毛毡带13；所述第一端盖12的端面上开有环形的槽，该槽内容置有套设在第一轴套15上的第一V型密封胶圈14，该第一V型密封胶圈14位于迷宫密封终端(即远离腔体22的一端)。第一轴套15的一侧抵接在主轴轴承2上，另一侧与套设在主轴1上的锁紧螺母4相抵接、通过锁紧螺母4轴向定位。第一轴套15另一侧的主轴1上设有管螺纹，锁紧螺母4是通过管螺纹与主轴1连接的。在主轴1上，与主轴轴承2连接的第二配合面6及第一轴套安装面9之间设有第二卸荷槽8。主轴1的管螺纹及第一轴套安装面9上沿轴向设有凹槽11，锁紧螺母4螺纹连接在主轴1上时，锁定扣23容置在该凹槽11内、并插在锁定螺母4上；所述锁定扣23上开有通孔24，通孔24内设有螺栓，该螺栓顶紧于第一轴套15上；锁紧螺母4通过螺栓顶紧第一轴套15以及锁定扣两种方式防松。
第二端盖16可为整体结构，也可为了便于加工由第一组件17及第二组件18组成，其中第一组件17的一端通过螺栓固接在轴承座3上，另一端与第二组件18也通过螺栓相连接，第二组件18与第二轴套21之间为迷宫密封，在迷宫密封内靠近腔体22的一端设有第二毛毡带19；在第二组件18的外侧设有套设在第二轴套21上的第二V型密封胶圈20，该第二V型密封胶圈20位于迷宫密封终端(即第二组件18外侧)。主轴轴承2的内圈通过两侧的第一、二轴套15、21轴向定位，主轴轴承2的外圈通过轴承座3及第一组件17轴向定位。
主轴1上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面5靠近管螺纹的一侧设有第一卸荷槽7。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型的主轴1上与主轴轴承2连接的第二配合面6及第一轴套安装面9之间的主轴圆周表面设有第二卸荷槽8，与增速箱锁紧盘连接的第一配合面5靠近管螺纹的一侧的主轴圆周表面设有第一卸荷槽7，第一、二卸荷槽7、8降低了主轴1在增速箱锁紧盘及主轴轴承配合边界的应力集中，提高了主轴轴承的疲劳寿命。在主轴轴承2两侧的第一端盖12与第一轴套15之间以及第二端盖16与第二轴套21之间采用迷宫密封及第一、二毛毡带13、19并附加第一、二V型密封胶圈14、20的组合密封方式。腔体22内装有减少主轴轴承2内圈与主轴1之间摩擦的润滑脂，当主轴1旋转时，腔体22内飞溅的润滑脂通过第一端盖12与第一轴套15之间以及第二端盖16与第二轴套21之间的迷宫密封及迷宫密封中的毛毡带时，遇到很大的阻力，从而产生节流效应，再加上两侧迷宫密封终端的第一、二V型密封胶圈14、19的作用，达到防止润滑脂外漏的作用。锁紧螺母4及第一、二轴套15、21对主轴轴承2轴向定位，锁紧螺母4可加强主轴轴承2的定位效果；锁紧螺母4采用管螺纹与主轴1连接，管螺纹可增大承载能力。锁定扣23可加强锁紧螺母4的防松效果。

Claims (10)

1.一种兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，包括主轴、主轴轴承、轴承密封结构及轴承座，其中主轴轴承套设在主轴上、位于主轴与轴承座之间，在主轴轴承的两侧设有轴承密封结构；其特征在于：所述主轴(1)上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面(5)及与主轴轴承(2)连接的第二配合面(6)的一侧分别设有卸荷槽，在主轴(1)上设有用于轴承密封结构轴向定位的锁紧螺母(4)，主轴(1)上与该锁紧螺母(4)连接处设有管螺纹，锁紧螺母(4)与主轴(1)螺纹连接。
2.按权利要求1所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述轴承密封结构为在位于主轴(1)与轴承座(3)之间的主轴轴承(2)的两侧分别设有端盖和轴套，所述端盖和轴套之间为迷宫密封，迷宫密封内设有毛毡带；在迷宫密封的终端设有V型密封胶圈。
3.按权利要求2所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述轴承座(3)的一侧设有第一端盖(12)及第一轴套(15)，另一侧设有第二端盖(16)及第二轴套(21)，轴承座(3)、主轴(1)、第一端盖(12)、第一轴套(15)、第二端盖(16)及第二轴套(21)之间围成腔体(22)，所述主轴轴承(2)容置在该腔体(22)内、并套设在主轴(1)上。
4.按权利要求3所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述第一端盖(12)安装在轴承座(3)上、与第一轴套(15)之间为迷宫密封，在迷宫密封内设有第一毛毡带(13)；所述第一端盖(12)的端面开有槽，该槽内容置有套设在第一轴套(15)上、位于迷宫密封终端的第一V型密封胶圈(14)。
5.按权利要求3所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述第一轴套(15)的一侧抵接在主轴轴承(2)上，另一侧与套设在主轴(1)上的锁紧螺母(4)相抵接、通过锁紧螺母(4)轴向定位；所述第一轴套(15)另一侧的主轴(1)上设有管螺纹，锁紧螺母(4)通过管螺纹与主轴(1)连接。
6.按权利要求3所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述主轴(1)上与主轴轴承(2)连接的第二配合面(6)及第一轴套安装面(9)之间设有第二卸荷槽(8)。
7.按权利要求3所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述第二端盖(16)安装在轴承座(3)上、与第二轴套(21)之间为迷宫密封，在迷宫密封内设有第二毛毡带(19)，在第二端盖(16)的外侧设有套设在第二轴套(21)上、位于迷宫密封终端的第二V型密封胶圈(20)。
8.按权利要求7所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述第二端盖(16)由第一组件(17)及第二组件(18)组成，其中第一组件(17)的一端安装在轴承座(3)上，另一端与第二组件(18)相连接，第二组件(18)与第二轴套(21)之间为迷宫密封；所述第二V型密封胶圈(20)位于第二组件(18)的外侧。
9.按权利要求1所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述主轴(1)的管螺纹上沿轴向设有凹槽(11)，该凹槽(11)内容置有锁定扣(23)，所述锁定扣(23)上开有通孔(24)，通孔(24)内设有螺栓。
10.按权利要求1所述的兆瓦级双馈异步变速风力发电机主轴系结构，其特征在于：所述主轴(1)上与增速箱锁紧盘连接的第一配合面(5)靠近管螺纹的一侧设有第一卸荷槽(7)。
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