CN220268239U - 一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，主轴法兰下方设有用于热装的主轴作业支座，主轴法兰上方设有主轴叶轮定位盘，主轴轴承上端面处设有拉紧法兰，拉紧法兰与主轴叶轮定位盘之间设有若干组且沿中轴线一周均布的拉紧装置，轴承加热后套入主轴的主轴轴肩上的自然冷却过程中，通过液压动力源为拉紧法兰上安装的中空双作用油缸提供动力，中空双作用油缸输出一致性的载荷作用，实现轴承内圈上端面安装的拉紧法兰与主轴法兰端面安装的下拉紧螺母形成封闭的轴向拉紧力，可以消除轴承内圈端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间产生的轴向间隙，提升轴承及风电机组的整体运行性能。

Description

一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组主轴轴承装配技术领域，具体为一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置。

背景技术

机械传动部分即发电机主轴非常关键，其次主轴轴承是主风力发电机上的关键零部件。为保证发电机组的运行寿命，保证发电量，避免主轴轴承在运行中提前失效，导致风机机舱下塔，造成经济损失，主轴轴承的装配工艺就显得尤为重要。

目前风力发电机组在运行的过程中，由于装配工艺的不足，主轴轴承会出现不同程度的异响、轴向窜动等问题，这些问题的产生不仅与主轴轴承的运行工况有关，而且与轴承的安装工艺也有密切的关系。

传统的风电机组的主轴轴承安装工艺，通常是采用加热器将轴承进行加热，然后将轴承套入主轴的主轴轴肩上，并通过在主轴上设计的轴肩及轴承内轴承密封环对轴承进行限位，随后轴承在自然环境中慢慢进行冷却。但是上述冷却过程中，轴承的内圈端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间往会产生轴向冷却收缩间隙，该轴向间隙的大小会对风电机组的运行性能产生较大影响。

现有工艺不能消除主轴轴承在自然冷却过程中，轴承的内圈端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间产生的轴向间隙，从而提升轴承及风电机组的整体运行性能。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型具有消除风力发电机主轴轴承在自然冷却过程中，轴承的内圈端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间产生的轴向间隙，提升轴承及风电机组的整体运行性能的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，用于加热后的轴承套设在风电机组的主轴上冷却且消除轴向冷却收缩间隙，主轴下部设有主轴法兰及主轴轴肩，轴承设在主轴轴肩上，轴承和主轴轴肩之间设有轴承密封环，主轴法兰下方设有用于热装的主轴作业支座，主轴法兰上方设有主轴叶轮定位盘，主轴轴承上端面处设有拉紧法兰，拉紧法兰与主轴叶轮定位盘之间设有若干组且沿中轴线一周均布的拉紧装置，拉紧装置包括穿设在拉紧法兰和主轴叶轮定位盘之间的拉紧螺杆。中空双作用油缸套设在拉紧螺杆上端，中空双作用油缸上端设有柱塞，拉紧螺杆顶端螺纹配合设有上拉紧螺母，上拉紧螺母与柱塞之间设有拉紧螺母垫圈；拉紧螺杆穿过主轴叶轮定位盘螺栓孔及主轴法兰螺栓孔，位于主轴法兰下方的拉紧螺杆上螺纹配合设有下拉紧螺母，下拉紧螺母与主轴法兰下表面之间设有拉紧螺母垫圈。中空双作用油缸驱动实现轴承上端面安装的拉紧法兰与主轴法兰下表面安装的下拉紧螺母形成封闭的轴向拉紧力，可以消除轴承端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间产生的轴向间隙，提升轴承及风电机组的整体运行性能。

作为本实用新型进一步的方案，所述每个中空双作用油缸均通过螺栓固定在拉紧法兰上表面，中空双作用油缸沿轴线方向设有内孔，内孔对应的拉紧法兰上设有拉紧法兰孔，拉紧螺杆依次穿过拉紧法兰孔以及内孔设置。

作为本实用新型进一步的方案，所述拉紧法兰上表面设有油路块，油路块上设有两路液压出油管，中空双作用油缸上设有两个进油口，两路液压出油管依次且分别与中空双作用油缸上的两个进油口相连，将若干个中空双作用油缸串联并输入一致性载荷作用。若干个中空双作用油缸串联保证油缸输出载荷的一致性。

作为本实用新型进一步的方案，所述拉紧螺母垫圈分别与上拉紧螺母、下拉紧螺母嵌合形成配合面，配合面均采用球面型设计，拉紧螺母垫圈的配合面设为内凹球面，上拉紧螺母和下拉紧螺母的配合面均设为外凸球面。以消除拉紧螺杆与主轴法兰螺栓孔的不同心度已经在作业过程中的径向剪切力。

作为本实用新型进一步的方案，所述拉紧法兰内管体表面沿周向设有防划伤保护衬圈。防止拉紧法兰在起吊过程中其内孔对主轴的轴头造成刮伤。

作为本实用新型进一步的方案，所述拉紧法兰上端面均布设有4套万向吊环，实现装置起吊时的平衡以及装置的整体快速安装和拆卸。

开始安装时，先将主轴作业支座水平放置，再将主轴放置在主轴作业支座上，主轴法兰与主轴作业支座相接触。主轴叶轮定位盘通过安装孔套设在主轴上，正好压在主轴法兰上表面。

接着通过万向吊环起吊，将拉紧法兰沿主轴正上方套在主轴上，法兰中心孔与轴承上端面配合设置，在拉紧法兰起吊过程中，避免拉紧法兰中心孔对主轴的轴头造成刮伤。

在安装时对准主轴叶轮定位盘螺栓孔、主轴法兰螺栓孔、拉紧法兰孔以及内孔，保证四个孔的同轴度一致，拉紧螺杆沿上下同轴的四个孔中穿设，拉紧螺杆上端用上拉紧螺母紧固，拉紧螺母垫圈与上拉紧螺母之间产生自紧力。拉紧螺杆下端通过拉紧螺母垫圈与上拉紧螺母紧固并产生自紧力。

液压动力源给油路块输送液压油，液压油从液压出油管分别通过各个进油口输送进入到中空双作用油缸，推动柱塞向上，拉紧螺杆处于拉紧状态。将拉紧力传递给给拉紧法兰与主轴法兰压紧力，此时轴承下端面与主轴轴肩及轴承密封环之间压紧设置，在中空双作用油缸保持压力不变的状态下，高温的轴承在慢慢冷却的过程中，一直处于轴向压紧状态，直到完全冷却，消除了轴承与主轴轴肩及轴承密封环之间产生的轴向间隙。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是: 轴承加热后套入主轴的主轴轴肩上的自然冷却过程中，通过液压动力源为拉紧法兰上安装的中空双作用油缸提供动力，中空双作用油缸输出一致性的载荷作用，实现轴承内圈上端面安装的拉紧法兰与主轴法兰端面安装的下拉紧螺母形成封闭的轴向拉紧力，可以消除轴承内圈端面与主轴轴肩及轴承内轴承密封环之间产生的轴向间隙，提升轴承及风电机组的整体运行性能。

附图说明

图1为本实用新型的整体装配示意图一；

图2为本实用新型的整体装配示意图二；

图3为本实用新型的主轴与轴承配合示意图；

图4为本实用新型的拉紧法兰结构示意图；

图5为本实用新型的拉紧螺母垫圈示意图；

图6为本实用新型的上拉紧螺母结构示意图。

图中：1-主轴作业支座，2-主轴叶轮定位盘，3-轴承，301-轴承密封环，4-拉紧法兰，401-防划伤保护衬圈，5-中空双作用油缸，501-两个进油口，6-拉紧螺母垫圈，601-上拉紧螺母， 602-拉紧螺杆，621-外凸球面，603-下拉紧螺母，604-内凹球面，7-万向吊环，8-主轴，801-主轴法兰，9-油路块，901-液压出油管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅附图1-附图3，一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，用于加热后的轴承3套设在风电机组的主轴8上冷却且消除轴向冷却收缩间隙，主轴下部设有主轴法兰801及主轴轴肩，轴承设在主轴轴肩上，轴承和主轴轴肩之间设有轴承密封环301，主轴法兰下方设有用于热装的主轴作业支座1，主轴作业支座设有四个等高的支腿，通过支腿支撑将主轴作业支座水平放置，再将主轴放置在主轴作业支座上，主轴法兰与主轴作业支座相接触。

主轴法兰上方设有主轴叶轮定位盘2，主轴叶轮定位盘中心设有安装孔，主轴叶轮定位盘通过安装孔套设在主轴上，正好压在主轴法兰801上表面。

请参阅附图4，主轴轴承上端面处设有拉紧法兰4，所述拉紧法兰上端面均布设有4套万向吊环7；整个装置装配好之后，通过万向吊环7起吊。

所述拉紧法兰内管体表面沿周向设有防划伤保护衬圈401，防划伤保护衬圈401为柔性橡胶制成。拉紧法兰中心设有法兰中心孔，拉紧法兰沿主轴上方套在主轴上，法兰中心孔与轴承上端面配合设置，在拉紧法兰起吊过程中，避免拉紧法兰中心孔对主轴的轴头造成刮伤。

拉紧法兰4与主轴叶轮定位盘2之间设有若干组且沿中轴线一周均布的拉紧装置，拉紧装置包括穿设在拉紧法兰4和主轴叶轮定位盘2之间的拉紧螺杆602，拉紧螺杆602上端套设中空双作用油缸5，所述每个中空双作用油缸均通过螺栓固定在拉紧法兰4上表面，中空双作用油缸沿轴线方向设有内孔，内孔对应的拉紧法兰上设有拉紧法兰孔，拉紧螺杆依次穿过拉紧法兰孔以及内孔设置。

中空双作用油缸5上端设有柱塞，拉紧螺杆顶端从柱塞内伸出，拉紧螺杆顶端螺纹配合设有上拉紧螺母601，上拉紧螺母601与柱塞之间设有拉紧螺母垫圈6；上拉紧螺母垫圈作用于中空双作用油缸的柱塞上；上拉紧螺母作用于上拉紧螺母垫圈6上。

所述拉紧法兰上表面设有油路块9，所述油路块9与外部的液压动力源相连，液压动力源为拉紧法兰上安装的中空双作用油缸提供动力。油路块上设有两路液压出油管901，中空双作用油缸上设有两个进油口501，两个进油口上下设置，两路液压出油管依次且分别与中空双作用油缸上的两个进油口相连，将4个中空双作用油缸5串联。液压动力源给油路块9输送液压油，液压油从液压出油管分别通过各个进油口输送进入到中空双作用油缸，推动柱塞向上，拉紧螺杆处于拉紧状态。传递给给拉紧法兰与主轴法兰压紧力，此时轴承3下端面与主轴轴肩及轴承密封环301之间压紧设置，在中空双作用油缸保持压力不变的状态下，高温的轴承在慢慢冷却的过程中，一直处于轴向压紧状态，直到完全冷却，消除了轴承与主轴轴肩及轴承密封环之间产生的轴向间隙。

请参阅附图5-附图6，拉紧螺杆602穿过主轴叶轮定位盘螺栓孔及主轴法兰螺栓孔，在安装时对准主轴叶轮定位盘螺栓孔、主轴法兰螺栓孔、拉紧法兰孔以及内孔，保证四个孔的同轴度一致，保证每个拉紧螺杆受力均衡，只承受拉力和剪切力，不承受扭矩力。拉紧螺杆602沿上下同轴的四个孔中穿设，拉紧螺杆上端用上拉紧螺母紧固1，拉紧螺母垫圈与上拉紧螺母之间产生自紧力。

位于主轴法兰下方的拉紧螺杆上螺纹配合设有下拉紧螺母603，下拉紧螺母与主轴法兰下表面之间设有拉紧螺母垫圈6。拉紧螺杆下端通过拉紧螺母垫圈与上拉紧螺母紧固并产生自紧力。

所述拉紧螺母垫圈6分别与上拉紧螺母601、下拉紧螺母603嵌合形成配合面，配合面均采用球面型设计，拉紧螺母垫圈6的配合面设为内凹球面604，上拉紧螺母601和下拉紧螺母603的配合面均设为外凸球面621。有效消除拉紧螺杆与主轴法兰螺栓孔之间因不同心度在作业过程中的径向剪切力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，用于加热后的轴承(3)套设在风电机组的主轴(8)上冷却且消除轴向冷却收缩间隙，主轴下部设有主轴法兰(801)及主轴轴肩，轴承设在主轴轴肩上，轴承和主轴轴肩之间设有轴承密封环(301)，其特征在于：主轴法兰(801)下方设有用于热装的主轴作业支座(1)；

主轴法兰上方设有主轴叶轮定位盘(2)，主轴轴承上端面处设有拉紧法兰(4)，拉紧法兰与主轴叶轮定位盘之间设有若干组且沿中轴线一周均布的拉紧装置，拉紧装置包括穿设在拉紧法兰和主轴叶轮定位盘之间的拉紧螺杆(602)；

中空双作用油缸(5)套设在拉紧螺杆上端，中空双作用油缸上端设有柱塞，拉紧螺杆顶端螺纹配合设有上拉紧螺母(601)，上拉紧螺母与柱塞之间设有拉紧螺母垫圈(6)；拉紧螺杆穿过主轴叶轮定位盘螺栓孔及主轴法兰螺栓孔，位于主轴法兰下方的拉紧螺杆上螺纹配合设有下拉紧螺母(603)，下拉紧螺母与主轴法兰下表面之间设有拉紧螺母垫圈。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，其特征在于：所述每个中空双作用油缸(5)均通过螺栓固定在拉紧法兰上表面，中空双作用油缸(5)沿轴线方向设有内孔，内孔对应的拉紧法兰上设有拉紧法兰孔，拉紧螺杆依次穿过拉紧法兰孔以及内孔设置。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，其特征在于：所述拉紧法兰上表面设有油路块(9)，油路块上设有两路液压出油管(901)，中空双作用油缸上设有两个进油口(501)，两路液压出油管依次且分别与中空双作用油缸上的两个进油口相连，将若干个中空双作用油缸串联并输入一致性载荷作用。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，其特征在于：所述拉紧螺母垫圈(6)分别与上拉紧螺母(601)、下拉紧螺母(603)嵌合形成配合面，配合面均采用球面型设计，拉紧螺母垫圈的配合面设为内凹球面(604)，上拉紧螺母和下拉紧螺母的配合面均设为外凸球面(621)。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，其特征在于：所述拉紧法兰内管体表面沿周向设有防划伤保护衬圈(401)。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组主轴轴承间隙消除装置，其特征在于：所述拉紧法兰上端面均布设有4套万向吊环(7)。