CN216951332U - 轴承装置及风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种轴承装置及风力发电设备，轴承装置包括轴承座和转轴，轴承座具有安装孔，转轴安装在安装孔内。转轴具有沿其轴向相对分布的第一端和第二端，轴承座上设有位于第一端的第一轴承组件和位于第二端的第二轴承组件。其中，第一轴承组件包括多个沿安装孔的周向分布的多个滑动轴承，多个滑动轴承沿转轴的周向与转轴的第一端滑动抵接并支撑转轴；第二轴承组件包括与第二端转动连接的滚动轴承。在使用轴承装置时，可以将第一端作为受力较大的一端，第二端作为受力较小的一端。通过在第一端处采用滑动轴承支撑转轴，并在第二端处的第二轴承组件中全部或部分采用滚动轴承，在减轻轴承装置重量的同时又能保证轴承装置的安全运行。

Description

轴承装置及风力发电设备

技术领域

本申请涉及风力发电机领域，具体涉及一种轴承装置及风力发电设备。

背景技术

由于石油和矿物等不可再生能源的不断减少，人们对于风能日益重视，风力发电设备也得到了越来越广泛的应用。滑动轴承具有承载能力较大的优点，随着风力发电设备尺寸以及转轴受力的增大，风力发电设备越来越多的采用滑动轴承以支撑转轴。

然而，滑动轴承的重量和所需的安装空间均较大，由此导致采用滑动轴承的轴承装置重量和尺寸也较大，不利于设备的安装和维护。

实用新型内容

本申请提供一种轴承装置及风力发电设备，在减少轴承装置重量的同时，保证了轴承装置的安全运行。

第一方面，本申请提供一种轴承装置，所述轴承装置包括：

轴承座，所述轴承座具有安装孔，所述轴承座上设有第一轴承组件和第二轴承组件；所述第一轴承组件包括多个沿所述安装孔的周向分布的多个滑动轴承，所述第二轴承组件包括第一滚动轴承；

转轴，安装在所述安装孔内，所述转轴具有沿其轴向相对分布的第一端和第二端，所述第一轴承组件位于所述第一端，所述多个滑动轴承沿所述转轴的周向与所述转轴的第一端滑动抵接并支撑所述转轴；所述第二轴承组件位于所述第二端，所述第一滚动轴承与所述转轴的第二端转动连接。

可选的，所述第一滚动轴承包括相互转动连接的第一内圈和第一外圈，所述第一外圈与所述轴承座连接，所述第一内圈套设在所述转轴的第二端并支撑所述转轴。

可选的，所述第一外圈包括沿所述第一端至所述第二端分布的第一子外圈和第二子外圈，所述第一内圈包括第一子内圈和第二子内圈；所述第一子外圈和所述第二子外圈与所述轴承座连接，所述第一子内圈和所述第二子内圈套设在所述转轴的第二端，所述第一子外圈与所述第一子内圈转动连接，所述第二子外圈与所述第二子内圈转动连接。

可选的，所述第一子外圈与所述第一子内圈之间设置有第一滚子，所述第二子外圈与所述第二子内圈之间设置有第二滚子，所述第一滚子的旋转轴线相对于所述转轴的轴向倾斜，所述第二滚子的旋转轴线相对于所述转轴的轴向倾斜，所述第一滚子和所述第二滚子的倾斜方向相反。

可选的，所述第一子外圈具有与所述第一滚子滚动抵接的第一内周面，所述第一内周面的直径在第一端至第二端方向逐渐减小；

所述第二子外圈具有与所述第二滚子滚动抵接的第二内周面，所述第二内周面的直径在第一端至第二端方向逐渐增大。

可选的，所述转轴包括沿所述转轴轴向分布在所述第一内圈两侧的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部与所述第一子内圈抵接，所述第二限位部与所述第二子内圈抵接；

所述轴承座包括沿所述转轴轴向分布在所述第一外圈两侧的第三限位部和第四限位部，所述第三限位部与所述第一子外圈抵接，所述第四限位部与所述第二子外圈抵接。

可选的，所述第一滚子的旋转轴线与所述转轴轴向的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度；和/或，

所述第二滚子的旋转轴线与所述转轴轴向的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度。

可选的，所述第一滚子为圆柱状；所述第一滚子的长度大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，所述第一滚子的直径大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米；和/或，

所述第二滚子为圆柱状；所述第二滚子的长度大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，所述第二滚子的直径大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米。

可选的，所述转轴的第二端连接有第一抵接部，所述第一抵接部具有第一抵接面，所述第一抵接面与所述轴承座靠近所述第二端的端面相对；所述第二轴承组件包括第二滚动轴承，所述第二滚动轴承包括沿所述转轴的轴向分布的第一轴圈和第一座圈，所述第一轴圈和所述第一座圈转动连接，所述第一轴圈与所述第一抵接面抵接，所述第一座圈与所述轴承座连接；和/或，

所述转轴的第一端连接有第二抵接部，所述第二抵接部具有第二抵接面，所述第二抵接面与所述轴承座所述第一端的端面相对；所述第一轴承组件包括第三滚动轴承，所述第三滚动轴承包括沿所述转轴的轴向分布的第二轴圈和第二座圈，所述第二轴圈和所述第二座圈转动连接，所述第二轴圈与所述第二抵接面抵接，所述第二座圈与所述轴承座连接。

第二方面，本申请提供一种风力发电设备，所述风力发电设备包括：

安装座；

轴承装置，所述轴承装置为本申请实施方案中所提供的轴承装置，所述轴承装置的轴承座安装在所述安装座上；

叶片，所述叶片与所述轴承装置的转轴连接；

发电机，包括定子和转子，所述定子与所述轴承座连接，所述转子与所述转轴连接。

本申请提供一种轴承装置和风力发电设备，轴承装置包括轴承座和转轴，轴承座具有安装孔，转轴安装在安装孔内。转轴具有沿其轴向相对分布的第一端和第二端，轴承座上设有位于第一端的第一轴承组件和位于第二端的第二轴承组件。其中，第一轴承组件包括多个沿安装孔的周向分布的多个滑动轴承，多个滑动轴承沿转轴的周向与转轴的第一端滑动抵接并支撑转轴；第二轴承组件包括与第二端转动连接的第一滚动轴承。通过在受力较大的第一端处采用滑动轴承支撑转轴，并在位于受力较小的第二端处的第二轴承组件中采用滚动轴承，在减轻轴承装置重量的同时又能保证轴承装置的安全运行。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其他有益效果显而易见。

图1为本申请第一实施例的轴承装置的结构示意图；

图2为本申请第二实施例的轴承装置的结构示意图；

图3为图2中区域A的放大图；

图4为图3中区域B的放大图；

图5为本申请一个实施例的轴承装置和发电机定子、转子的结构示意图。

轴承装置	1	轴承座	10	安装孔	110
						第一轴承组件	11	第二轴承组件	12	转轴	13
第一端	131	第二端	132	滑动轴承	111
						第一内周面	12111	第一外圈	1211	第一内圈	1212
第二内周面	12112	第一滚动轴承	121a	第一子外圈	1211a
						第二子外圈	1211b	第一子内圈	1212a	第二子内圈	1212b
第一滚子	1213a	第二滚子	1213b	旋转轴线	X
						长度	L	直径	D	第一限位部	13a
第二限位部	13b	第三限位部	14a	第四限位部	14b
						第一抵接部	1311	第二抵接部	1312	端面	101
第一抵接面	1301	第二抵接面	1302	轴圈	1201
						座圈	1202	定子	21	风力发电设备	E
第二滚动轴承	121b	第三滚动轴承	121c	转子	22
						发电机	2

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

本申请提供一种轴承装置及风力发电设备，以下分别进行详细说明。

首先，本申请实施例提供一种轴承装置1。如图1所示，轴承装置1包括轴承座10和转轴13，轴承座10具有安装孔110，转轴13安装在安装孔110内。转轴13具有沿其轴向相对分布的第一端131和第二端132，轴承座10上设有位于第一端131的第一轴承组件11和位于第二端132的第二轴承组件12。

其中，第一轴承组件11包括多个沿安装孔110的周向分布的多个滑动轴承111，多个滑动轴承111沿转轴13的周向与转轴13的第一端131滑动抵接并支撑转轴13；第二轴承组件12包括与第二端132转动连接的第一滚动轴承121a。

需要说明的是，在本申请所提供的实施例中，轴承装置1在使用的过程中，可以在转轴13的第一端131连接风力发电设备的叶片(图中未示出)，因此转轴13在第一端131处所受到的径向力大于其在第二端132处所受的径向力。即第一端131为受力较大的一端，第二端132为受力较小的一端。

滑动轴承111具有承载能力大、便于更换的优点，但是其重量和所需的安装尺寸均较大。在本申请所提供的轴承装置1中，通过在受力较大的第一端131处采用滑动轴承111支撑转轴13，并在第二端132处的第二轴承组件12中全部或部分采用滚动轴承121，避免了轴承装置1全部采用滑动轴承111时重量和尺寸偏大，在减轻轴承装置1重量的同时又保证了轴承装置1的安全运行。

请参阅图1、图2和图3，在本申请所提供的实施例中，第一滚动轴承121a包括相互转动连接的第一内圈1212和第一外圈1211，第一外圈1211与轴承座10连接，第一内圈1212套设在转轴13的第二端132并支撑转轴13。即第一滚动轴承121a为承受径向力的滚动轴承。

需要说明的是，第二轴承组件12可以采用承受径向力的滚动轴承，也可以采用承受轴向力的滚动轴承，或者第二轴承组件12同时采用承受径向力的滚动轴承和承受轴向力的滚动轴承。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，第二轴承组件12包括第一滚动轴承121a和第二滚动轴承121b。第一滚动轴承121a的第一外圈1211与轴承座10连接，第一滚动轴承121a的第一内圈1212套设在转轴13的第二端132并支撑转轴13。转轴13的第二端132连接有第二抵接部1312，第二抵接部1312具有与轴承座10的端面101相对的第二抵接面1302。

第二轴承组件12还包括第二滚动轴承121b，第二滚动轴承121b包括沿转轴13的轴向分布的轴圈1201和座圈1202，第二滚动轴承121b的轴圈1201与第一抵接面1301抵接，第二滚动轴承121b的座圈1202与轴承座10连接。

通过在第二轴承组件12中设置第一滚动轴承121a和第二滚动轴承121b，即第二轴承组件12中同时采用承受径向力和轴向力的滚动轴承。由此进一步地减少了轴承装置1中滑动轴承111的数量，有助于减轻轴承装置1的重量。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，转轴13的第一端131连接有第二抵接部1312，第二抵接部1312具有与轴承座10的端面101相对的第二抵接面1302。第一轴承组件11包括第三滚动轴承121c，第三滚动轴承121c包括沿转轴13的轴向分布的轴圈1201和座圈1202，第三滚动轴承121c的轴圈1201与第二抵接面1302抵接，第三滚动轴承121c的座圈1202与轴承座10连接。

通过在第一轴承组件11中设置第三滚动轴承121c，即在第一端131处采用第三滚动轴承121c代替滑动轴承111来承受轴向力，进一步减轻了轴承装置1的重量。

在本申请的一些实施例中，结合图2和图3，第一滚动轴承121a的第一外圈1211包括沿第一端131至第二端132分布的第一子外圈1211a和第二子外圈1211b。第一滚动轴承121a的第一内圈1212包括沿第一端131至第二端132分布的第一子内圈1212a和第二子内圈1212b。

第一滚动轴承121a包括分别与第一子外圈1211a和第一子内圈1212a滚动连接的第一滚子1213a，以及分别与第二子外圈1211b和第二子内圈1212b滚动连接的第二滚子1213b。第一子外圈1211a和第一子内圈1212a通过第一滚子1213a转动连接，第二子外圈1211b和第二子内圈1212b通过第二滚子1213b转动连接。

通过将第一滚动轴承121a设置成具有两个滚子的双列结构，在安装和拆卸第一滚动轴承121时较为方便，同时在制造和加工滚子时也较为容易。

第一滚子1213a和第二滚子1213b可以是球状或者圆柱状，其形状可以根据实际情况进行确定。优选的，结合图2和图3，第一滚子1213a和第二滚子1213b为圆柱状。由此提高了第一滚子1213a和第二滚子1213b承受载荷的能力。

在本申请的一些实施例中，结合图2、图3和图4，第一滚子1213a的旋转轴线X相对于转轴13的轴向倾斜，第二滚子1213b的旋转轴线X相对于转轴13的轴向倾斜，第一滚子和第二滚子的倾斜方向相反。即第一滚动轴承121a为双列圆锥滚动轴承。

通过将第一滚子1213a和第二滚子1213b倾斜设置，第一滚动轴承121a可以同时承受轴向力和径向力。因此，可以相应地减少轴承装置1中承受轴向力的滑动轴承111或滚动轴承121的数量，有助于进一步地减轻轴承装置1的重量。同时，第一滚动轴承121a采用双列圆锥滚动轴承121结构，其承载能力大于单列滚动轴承121，保证了轴承装置1的安全运行。

需要说明的是，第一滚子1213a和第二滚子1213b的倾斜方向可以根据实际情况进行确定。优选的，结合图3和图4，第一子外圈1211a具有与第一滚子1213a滚动抵接的第一内周面12111，第一内周面12111的直径在第一端131至第二端132方向逐渐减小。第二子外圈1211b具有与第二滚子1213b滚动抵接的第二内周面12112，第二内周面12112的直径在第一端131至第二端132方向逐渐增大。

通过将第一滚子1213a和第二滚子1213b设置成如图3和图4中倾斜，第一外圈1211的中部沿轴承座10至转轴13方向凸起，第一内圈1212的中部沿轴承座10至转轴13方向凹陷。因此可以减少第一内圈1212的材料，降低第一内圈1212的重量。由于第一内圈1212是套设在转轴13上，在轴承装置1的使用过程中，第一内圈1212重量的减少有利于降低第二轴承组件12的径向载荷。

可以理解的是，第一滚子1213a和第二滚子1213b的倾斜角度越大，第一滚动轴承121a所能承受的轴向载荷越大，所能承受的径向载荷越小；相反第一滚子1213a和第二滚子1213b的倾斜角度越小，第一滚动轴承121a所能承受的径向载荷越大，所能承受的轴向载荷越小。第一滚子1213a和第二滚子1213b的倾斜角度可以根据轴承装置1在使用过程中所受轴向力和径向力的比值确定。

优选的，在本申请所提供的实施例中，第一滚子1213a的旋转轴线X与转轴13的轴向之间的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度。第二滚子1213b的旋转轴线X与转轴13的轴向之间的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度。因此，使第一滚动轴承121a的径向载荷和轴向载荷的比值被控制在合理的范围内，有利于轴承装置1安全稳定的运行。

需要说明的是，滚子的尺寸越大，滚动轴承的承载能力越大，但是相应地，滚动轴承的制造成本和安装空间也较高，滚动轴承中滚子的尺寸可以根据实际情况进行确定。

优选的，在本申请所提供的实施例中，第一滚子1213a的长度L大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，第一滚子1213a的直径D大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米。第二滚子1213b的长度L大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，第二滚子1213b的直径D大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米。由此保证了滚动轴承的承载能力足够，同时也能将制造成本和安装空间控制在合理的范围内。

在本申请所提供的实施例中，结合图2和图3，转轴13包括沿转轴13轴向分布在第一内圈1212两侧的第一限位部13a和第二限位部13b。第一限位部13a与第一子内圈1212a抵接，第二限位部13b与第二子内圈1212b抵接。

轴承座10包括沿转轴13轴向分布在第一外圈1211两侧的第三限位部14a和第四限位部14b，第三限位部14a与第一子外圈1211a抵接，所述第四限位部14b与第二子外圈1211b抵接。

通过在转轴13上设置第一限位部13a和第二限位部13b，并在轴承座10上设置第三限位部14a和第四限位部14b，可以防止当第一滚动轴承121a在承受较大的轴向载荷时第一滚动轴承121a的外圈1211和内圈1212脱落。由此，保证了轴承装置1的安全运行。

需要说明的是，转轴13和轴承座10上设置限位部的方式可以根据实际情况进行确定。如图3所示，在本申请所提供的实施例中，第一限位部13a为转轴13的部分凸起，第二限位部13b通过螺钉与转轴13固定连接。第二限位部13b也可以与转轴13一体成型，此处不作限定。

如图3所示，在本申请所提供的实施例中，第三限位部14a为轴承座10的部分凸起，第四限位部14b通过螺钉与轴承座10固定连接。可以理解的是，第四限位部14b也可以与轴承座10一体成型，此处不作限定。

在本申请所提供的实施例中，结合图1和图2，转轴13在第一端131的直径D大于其在第二端132的直径D。通过将转轴13设置成第一端131直径D大，第二端132直径D小的结构，能够起到减轻转轴13重量的作用，同时减少了材料成本。

第二方面，本申请实施例还提供了一种风力发电设备。如图5所示，该风力发电设备包括轴承装置1，该轴承装置1的具体结构参照上述实施例，由于本风力发电设备也采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此也不再一一赘述。

具体的，如图5所示，该风力发电设备E包括安装座(图中未示出)、轴承装置1、叶片(图中未示出)和发电机2，其中轴承装置1的轴承座10安装在安装座上，叶片与轴承装置1的转轴13连接，发电机2包括定子21和转子22，且定子21与轴承座10连接，转子22与转轴13连接。

风力推动叶片时，带动转轴13转动，转轴13带动发电机2中的转子22相对于定子21转动，以产生电力，从而实现风能到电能的转化。

以上对本申请提供的一种轴承装置及风力发电设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种轴承装置，其特征在于，所述轴承装置包括：

轴承座，所述轴承座具有安装孔，所述轴承座上设有第一轴承组件和第二轴承组件；所述第一轴承组件包括多个沿所述安装孔的周向分布的多个滑动轴承，所述第二轴承组件包括第一滚动轴承；

转轴，安装在所述安装孔内，所述转轴具有沿其轴向相对分布的第一端和第二端，所述第一轴承组件位于所述第一端，所述多个滑动轴承沿所述转轴的周向与所述转轴的第一端滑动抵接并支撑所述转轴；所述第二轴承组件位于所述第二端，所述第一滚动轴承与所述转轴的第二端转动连接。

2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第一滚动轴承包括相互转动连接的第一内圈和第一外圈，所述第一外圈与所述轴承座连接，所述第一内圈套设在所述转轴的第二端并支撑所述转轴。

3.根据权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，所述第一外圈包括沿所述第一端至所述第二端分布的第一子外圈和第二子外圈，所述第一内圈包括第一子内圈和第二子内圈；所述第一子外圈和所述第二子外圈与所述轴承座连接，所述第一子内圈和所述第二子内圈套设在所述转轴的第二端，所述第一子外圈与所述第一子内圈转动连接，所述第二子外圈与所述第二子内圈转动连接。

4.根据权利要求3所述的轴承装置，其特征在于，所述第一子外圈与所述第一子内圈之间设置有第一滚子，所述第二子外圈与所述第二子内圈之间设置有第二滚子，所述第一滚子的旋转轴线相对于所述转轴的轴向倾斜，所述第二滚子的旋转轴线相对于所述转轴的轴向倾斜，所述第一滚子和所述第二滚子的倾斜方向相反。

5.根据权利要求4所述的轴承装置，其特征在于，所述第一子外圈具有与所述第一滚子滚动抵接的第一内周面，所述第一内周面的直径在第一端至第二端方向逐渐减小；

所述第二子外圈具有与所述第二滚子滚动抵接的第二内周面，所述第二内周面的直径在第一端至第二端方向逐渐增大。

6.根据权利要求3所述的轴承装置，其特征在于，所述转轴包括沿所述转轴轴向分布在所述第一内圈两侧的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部与所述第一子内圈抵接，所述第二限位部与所述第二子内圈抵接；

所述轴承座包括沿所述转轴轴向分布在所述第一外圈两侧的第三限位部和第四限位部，所述第三限位部与所述第一子外圈抵接，所述第四限位部与所述第二子外圈抵接。

7.根据权利要求4所述的轴承装置，其特征在于，所述第一滚子的旋转轴线与所述转轴轴向的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度；和/或，

所述第二滚子的旋转轴线与所述转轴轴向的夹角大于或者等于10度，且小于或者等于30度。

8.根据权利要求4所述的轴承装置，其特征在于，所述第一滚子为圆柱状；所述第一滚子的长度大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，所述第一滚子的直径大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米；和/或，

所述第二滚子为圆柱状；所述第二滚子的长度大于或者等于80毫米且小于或者等于120毫米，所述第二滚子的直径大于或者等于60毫米且小于或者等于100毫米。

9.根据权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，所述转轴的第二端连接有第一抵接部，所述第一抵接部具有第一抵接面，所述第一抵接面与所述轴承座靠近所述第二端的端面相对；所述第二轴承组件包括第二滚动轴承，所述第二滚动轴承包括沿所述转轴的轴向分布的第一轴圈和第一座圈，所述第一轴圈和所述第一座圈转动连接，所述第一轴圈与所述第一抵接面抵接，所述第一座圈与所述轴承座连接；和/或，

所述转轴的第一端连接有第二抵接部，所述第二抵接部具有第二抵接面，所述第二抵接面与所述轴承座所述第一端的端面相对；所述第一轴承组件包括第三滚动轴承，所述第三滚动轴承包括沿所述转轴的轴向分布的第二轴圈和第二座圈，所述第二轴圈和所述第二座圈转动连接，所述第二轴圈与所述第二抵接面抵接，所述第二座圈与所述轴承座连接。

10.一种风力发电设备，其特征在于，所述风力发电设备包括：

安装座；

轴承装置，所述轴承装置为权利要求1至9中任意一项所述的轴承装置，所述轴承装置的轴承座安装在所述安装座上；

叶片，所述叶片与所述轴承装置的转轴连接；

发电机，包括定子和转子，所述定子与所述轴承座连接，所述转子与所述转轴连接。

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