CN215452664U - 一种风力发电机滚动轴承单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风力发电机滚动轴承单元，包括与风力发电机转子连接的转动轴、与风力发电机机座连接的轴承座，以及设于转动轴与轴承座之间的轴承组件，所述轴承组件与所述转动轴之间设有阻断风力发电机机座位置的轴电流流向风力发电机转子的绝缘部件，所述绝缘部件固定安装于所述转动轴的外表面。本实用新型具有绝缘效果好，且更换方便、维护成本低等优点。

Description

一种风力发电机滚动轴承单元

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机滚动轴承单元。

背景技术

风力发电机滚动轴承单元主要应用于大兆瓦级海上风电的主传动发电机系统。随着装机量的累积，其暴露的问题也越来越多，因轴电流腐蚀问题导致的轴承异响、损坏、振动超标就是其中之一。

发电机在运行过程中由于平衡、气隙、负载、摩擦、线路等原因容易在滚动轴承单元附近产生电势差，容易对滚动轴承单元中的滚动轴承滚道及滚动体产生电蚀，影响滚动轴承的使用寿命。由于风电用发电机滚动轴承为大尺寸轴承、成本高，如滚动轴承无法可靠绝缘，大量风力发电机滚动轴承在使用过程中将因轴电流腐蚀而损坏，造成巨大经济损失。

为解决上述技术问题，现有的方式通常是在轴承座外圈与风力发电机机座之间设置绝缘部件。但是，轴承座与风力发电机机座采用螺栓连接，若在轴承座位置设置绝缘，则螺栓需进行绝缘，所用的绝缘垫片在安装时容易受到螺栓拧紧力被压破损，难以保证绝缘要求。同时，绝缘部件发生损坏时，由于风力发电机重量大，需整机下塔维修，其拆装极为不便，且运输、吊装等维修维护成本高（如高空作业和海上作业时需采用吊车、吊装船等吊装工具）。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种绝缘效果好，且更换方便、维护成本低的风力发电机滚动轴承单元。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种风力发电机滚动轴承单元，包括与风力发电机转子连接的转动轴、与风力发电机机座连接的轴承座，以及设于转动轴与轴承座之间的轴承组件，所述轴承组件与所述转动轴之间设有阻断风力发电机机座位置的轴电流流向风力发电机转子的绝缘部件，所述绝缘部件固定安装于所述转动轴的外表面。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述轴承组件包括前滚动轴承和前轴承卡圈，所述转动轴和所述轴承座均设有前轴承限位台和卡圈安装槽，所述前滚动轴承限位于所述前轴承限位台与所述前轴承卡圈之间；所述绝缘部件包括前绝缘层，所述前绝缘层包裹于所述转动轴的卡圈安装槽、前滚动轴承及前轴承限位台位置。

所述前绝缘层的两端设有提高发电机轴电流绝缘效果的外伸绝缘层，所述外伸绝缘层设于所述前轴承限位台和所述卡圈安装槽的外侧。

所述前绝缘层和所述外伸绝缘层为一体成型件。

所述轴承组件包括后滚动轴承、后轴承卡圈和轴承挡，所述转动轴和所述轴承座均设有后轴承限位台，所述后轴承卡圈和所述轴承挡抵设于所述后滚动轴承的远离所述后轴承限位台的一侧；所述绝缘部件包括后绝缘层，所述后绝缘层包裹于所述转动轴的后轴承限位台、后滚动轴承及轴承挡位置。

所述转动轴通过一过渡盘与所述风力发电机转子连接，所述过渡盘设有轴承挡限位环，所述轴承挡限位环的端面抵设于所述轴承挡的一端，所述轴承挡限位环与所述轴承挡之间设有绝缘垫片。

所述过渡盘与所述转动轴之间设有过渡盘绝缘层。

所述后绝缘层与所述过渡盘绝缘层为一体成型件。

所述后绝缘层靠近后轴承限位台的一端延伸至包裹所述后轴承限位台的外侧。

所述绝缘部件缠绕粘接于所述转动轴的外表面。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型在轴承组件与转动轴之间设置绝缘部件，且绝缘部件固定安装于转动轴的外表面，其结构简单紧凑，且有效阻断了风力发电机机座位置的轴电流流向风力发电机转子，避免了绝缘部件设置在轴承座外圈时易受螺栓拧紧力影响失效现象的发生，其提高了绝缘效果，降低了滚动轴承因轴电流腐蚀过早损坏的风险。

同时，绝缘部件固定安装于转动轴的外表面，使得绝缘部件在损坏时通过转动轴的拆卸即可实现绝缘部件的更换。由于转动轴的体积小、重量轻，其拆卸方便，使得绝缘部件通过人工塔上作业即可进行维修更换，其解决了现有方式需整机下塔更换操作繁琐、成本高的问题，其维修方便、快速，成本低。绝缘部件设在转动轴外表面时相比于绝缘部件设于轴承座外圈的方式尺寸减小，有效降低了绝缘材料成本；绝缘部件缠绕于转动轴时支撑效果好，且实施方便、便于绝缘部件的可靠安装。可见，本实用新型具有绝缘效果好，且更换方便、成本低的优点。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型风力发电机滚动轴承单元的剖视图。

图2是图1的A部的放大示意图。

图3是图1的B部的放大示意图。

图中各标号表示：

1、转动轴；2、轴承座；3、轴承组件；31、前滚动轴承；32、前轴承卡圈；321、前轴承内卡圈；322、前轴承外卡圈；33、后滚动轴承；34、后轴承卡圈；35、轴承挡；4、风力发电机转子；5、风力发电机机座；6、绝缘部件；61、前绝缘层；62、外伸绝缘层；63、后绝缘层；64、绝缘垫片；65、过渡盘绝缘层；7、前轴承限位台；8、卡圈安装槽；9、后轴承限位台；10、过渡盘；101、轴承挡限位环。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例的风力发电机滚动轴承单元，包括转动轴1、轴承座2和轴承组件3。其中，转动轴1与风力发电机转子4连接，用于传递风力发电机转子4的扭矩和负载，为转动件；轴承座2与风力发电机机座5连接，承受风力发电机转子4的重量及其它负荷，为静止件；轴承组件3设于转动轴1与轴承座2之间，对转动过程中转动轴1以及转动轴1之间的零件正常运作起到支撑作用。本实施例中，轴承组件3与转动轴1之间设有绝缘部件6，绝缘部件6固定安装于转动轴1的外表面，其结构简单紧凑，以阻断风力发电机机座5位置的轴电流流向风力发电机转子4，避免了绝缘部件6设置在轴承座2外圈时易受螺栓拧紧力影响失效现象的发生，其提高了绝缘效果，降低了滚动轴承因轴电流腐蚀过早损坏的风险。

同时，绝缘部件6固定安装于转动轴1的外表面，使得绝缘部件6在损坏时通过转动轴1的拆卸即可实现绝缘部件6的更换。由于转动轴1的体积小、重量轻，其拆卸更换方便，使得绝缘部件6通过人工塔上作业即可进行维修更换，其解决了现有方式需整机下塔更换操作繁琐、需花费大量的运输、吊装和维修成本的问题，其维修方便、快速，成本低。绝缘部件6设在转动轴1外表面时相比于绝缘部件6设于轴承座2外圈的方式尺寸减小，有效降低了绝缘材料成本；绝缘部件缠绕于转动轴时支撑效果好，且实施方便、便于绝缘部件的可靠安装。可见，本实用新型具有绝缘效果好，且更换方便、成本低的优点。

具体讲，本实用新型的绝缘设置结构可在1000V的电压下依然能够保持良好的绝缘性能。即在1000V（DC）下，转动轴1的最小绝缘电阻可达到50MΩ；转动轴1的耐电压强度为：3000V（DC）/min；转动轴1的击穿电压强度为：4000V（DC）。

如图2所示，转动轴1和轴承座2均设有前轴承限位台7和卡圈安装槽8，轴承组件3包括前滚动轴承31和前轴承卡圈32，前轴承卡圈32包括前轴承内卡圈321和前轴承外卡圈322。其中，前轴承内卡圈321安装于转动轴1的卡圈安装槽8内，前轴承外卡圈322安装于轴承座2的卡圈安装槽8内，前滚动轴承31限位于前轴承限位台7与前轴承卡圈32之间。本实施例中，绝缘部件6包括前绝缘层61，前绝缘层61包裹于转动轴1的卡圈安装槽8、前滚动轴承31及前轴承限位台7位置，以有效隔断风力发电机机座5位置的轴电流通过前滚动轴承31位置流向风力发电机转子4，避免滚动轴承因轴电流腐蚀损坏现象的发生。

进一步地，前绝缘层61的两端设有外伸绝缘层62，外伸绝缘层62设于前轴承限位台7和卡圈安装槽8的外侧，以增加绝缘面积，进一步提高发电机轴电流绝缘效果，有效保证滚动轴承的使用寿命。本实施例中，前绝缘层61和外伸绝缘层62为一体成型件。

如图3所示，轴承组件3包括后滚动轴承33、后轴承卡圈34和轴承挡35，转动轴1和轴承座2均设有后轴承限位台9。其中，后滚动轴承33的一侧抵接于后轴承限位台9上，后轴承卡圈34和轴承挡35抵设于后滚动轴承33的远离后轴承限位台9的一侧。本实施例中，绝缘部件6包括后绝缘层63，后绝缘层63包裹于转动轴1的后轴承限位台9、后滚动轴承33及轴承挡35位置，以有效隔断风力发电机机座5位置的轴电流通过后滚动轴承33位置流向风力发电机转子4，避免滚动轴承因轴电流腐蚀损坏现象的发生。

本实施例中，前滚动轴承31为深沟球轴承，后滚动轴承33为圆柱滚子轴承。在其他实施例中，前滚动轴承31和后滚动轴承33的类型可根据实际情况进行调整。

进一步地，转动轴1通过一过渡盘10与风力发电机转子4连接，过渡盘10设有轴承挡限位环101，轴承挡限位环101的端面抵设于轴承挡35的一端，轴承挡限位环101与轴承挡35之间设有绝缘垫片64。以有效隔断轴电流从轴承挡限位环101和轴承挡35位置流向风力发电机转子4。

更进一步地，过渡盘10与转动轴1之间设有过渡盘绝缘层65，以增加绝缘面积，进一步提高发电机轴电流绝缘效果，有效保证滚动轴承的使用寿命。本实施例中，后绝缘层63与过渡盘绝缘层65，以及后绝缘层63与绝缘垫片64均为一体成型件。

本实施例中，后绝缘层63靠近后轴承限位台9的一端延伸至包裹后轴承限位台9的外侧，以增加绝缘面积，进一步提高发电机轴电流绝缘效果，有效保证滚动轴承的使用寿命。

本实施例中，绝缘部件6缠绕粘接于转动轴1的外表面。即一体成型的前绝缘层61和外伸绝缘层62，一体成型的后绝缘层63和过渡盘绝缘层65均通过缠绕的方式粘接于转动轴1的外表面。其相比于绝缘部件6设于轴承座2外圈的方式缠绕尺寸减小，减小了绝缘材料成本；且绝缘部件6缠绕于转动轴1时支撑效果好，且实施方便、便于绝缘部件6的可靠安装。同时，绝缘部件6具备足够强度，可满足滚动轴承的安装和使用要求。

本实施例中，绝缘部件6的更换拆卸过程为：将风力发电机转子4与过渡盘10间的紧固件、过渡盘10与转动轴1之间的紧固件取出，以拆卸过渡盘10；之后，依次将轴承挡35、后轴承卡圈34及后滚动轴承33取出；此时，转动轴1即可取出，通过装入新的转动轴1即可完成绝缘部件6的更换；转动轴1装入后，采用上述步骤反向安装即可。其操作方便、可人工进行塔上更换。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，包括与风力发电机转子连接的转动轴、与风力发电机机座连接的轴承座，以及设于转动轴与轴承座之间的轴承组件，所述轴承组件与所述转动轴之间设有阻断风力发电机机座位置的轴电流流向风力发电机转子的绝缘部件，所述绝缘部件固定安装于所述转动轴的外表面。

2.根据权利要求1所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述轴承组件包括前滚动轴承和前轴承卡圈，所述转动轴和所述轴承座均设有前轴承限位台和卡圈安装槽，所述前滚动轴承限位于所述前轴承限位台与所述前轴承卡圈之间；所述绝缘部件包括前绝缘层，所述前绝缘层包裹于所述转动轴的卡圈安装槽、前滚动轴承及前轴承限位台位置。

3.根据权利要求2所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述前绝缘层的两端设有提高发电机轴电流绝缘效果的外伸绝缘层，所述外伸绝缘层设于所述前轴承限位台和所述卡圈安装槽的外侧。

4.根据权利要求3所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述前绝缘层和所述外伸绝缘层为一体成型件。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述轴承组件包括后滚动轴承、后轴承卡圈和轴承挡，所述转动轴和所述轴承座均设有后轴承限位台，所述后轴承卡圈和所述轴承挡抵设于所述后滚动轴承的远离所述后轴承限位台的一侧；所述绝缘部件包括后绝缘层，所述后绝缘层包裹于所述转动轴的后轴承限位台、后滚动轴承及轴承挡位置。

6.根据权利要求5所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述转动轴通过一过渡盘与所述风力发电机转子连接，所述过渡盘设有轴承挡限位环，所述轴承挡限位环的端面抵设于所述轴承挡的一端，所述轴承挡限位环与所述轴承挡之间设有绝缘垫片。

7.根据权利要求6所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述过渡盘与所述转动轴之间设有过渡盘绝缘层。

8.根据权利要求7所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述后绝缘层与所述过渡盘绝缘层为一体成型件。

9.根据权利要求5所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述后绝缘层靠近后轴承限位台的一端延伸至包裹所述后轴承限位台的外侧。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的风力发电机滚动轴承单元，其特征在于，所述绝缘部件缠绕粘接于所述转动轴的外表面。

Images