[发明专利]双排锥形轴承组件和风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双排锥形轴承组件和一种风力涡轮机。

背景技术

在风力涡轮机的极端负载期间，存在内部轴承力将致使双排锥形轴承的两个内环相对于彼此滑动的风险。这经常被称为锥形移位。当负载被减小时，两个内环然后将在相对不圆度的位置停止。这种几何偏离将增大滚柱与滚道之间接触面积的赫兹应力水平，这将增大轴承失效的可能性。

这种困难通过过盈配合两个内环内的加固部而得以解决。关于该解决方案的困难在于其依赖于过盈配合管的直径的高精度。而且，这使拆卸非常困难。另一可能性是在两个内环之间具有T或I形环。关于该解决方案的基本困难在于其依赖于环的直径的高精度来确保配合正确。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种双排锥形轴承组件，其以节省成本和容易的方式减小了锥形移位。本发明的第二个目的是提供一种有利的风力涡轮机。

第一个目的通过权利要求1所述的双排锥形轴承组件得以实现。第二个目的通过权利要求15所述的风力涡轮机得以实现。各从属权利要求限定了本发明进一步的改进。

本发明的双排锥形轴承组件包括第一部分和第二部分。第一部分包括第一环和第二环。第一环通过至少一排锥形滚柱或至少一排滚珠与第二部分相连接。第二环通过至少一排锥形滚柱或至少一排滚珠与第二部分相连接。

第一环和第二环各自包括至少一个凹槽。第一环中的至少一个凹槽面向第二环中的至少一个凹槽。第一环中的至少一个凹槽和其面向的第二环中的至少一个凹槽形成空腔。至少一个构件被放置在该空腔中。通过将至少一个构件放置在由第一环和第二环的凹槽形成的空腔中，避免了所述环沿径向方向的滑动。这意味着，由于轴承的凹槽中的构件在作用于轴承的径向运动和/或径向力的情况下将第一环和第二环保持在一起，避免了锥形移位。此外，本发明比现有技术中的解决方案更简单，并且更易于制造成具有更大公差。此外，通过在较高的表面压力下具有较小的线接触面积，因而接触腐蚀的风险较低。

本发明的轴承可包括旋转轴线。第一部分可径向位于第二部分之内，或者第二部分可径向位于第一部分之内。

优选地，凹槽可具有矩形或锥形或至少部分圆形或至少部分椭圆形或至少部分次椭圆形或至少部分超椭圆形横截面。例如，凹槽可具有半椭圆形横截面。

放置在凹槽中的至少一个构件可具有矩形或锥形或至少部分地圆形或至少部分地椭圆形或至少部分次椭圆形或至少部分超椭圆形横截面。通过这种方式，至少一个构件配合到第一环和第二环的凹槽中的空间，并且避免了环沿径向方向的滑动。

有利地，放置在凹槽中的至少一个构件包括至少一个区段，例如一段环。这具有的有利之处在于，构件的区段能够容易地放置在凹槽中。而且，拆卸非常容易。

优选地，至少一个凹槽和/或放置在凹槽中的至少一个构件包括至少一个正滑移角。对构件（其优选地包括多个分段环）和/或轴承的第一环和第二环中的凹槽提供一个或更多正滑移角，能够确保分段环或构件容易装配到凹槽中。

有利地，放置在凹槽中的至少一个构件可具有的横截面直径至少为5 mm，例如为8 mm。而且，放置在凹槽中的至少一个构件除了允许公差的小间隙之外可在凹槽周围伸展。例如，对于直驱式风力涡轮机，整个轴承可包括例如3000 mm或更大的直径尺寸和例如300 mm或更大的宽度。该风力涡轮机可以是3 MW直驱式风力涡轮机。

第一环和第二环可包括一个或更多凹槽，其中分段环成形构件能够被放置在每一个凹槽中。例如，凹槽可在某处优选包括二分之一到三分之一或甚至更小的椭圆形和/或次椭圆形和/或超椭圆形的横截面。这提供了易于将分段环成形构件配合在其中的敞开凹槽。

优选地，放置在凹槽中的至少一个构件可包括具有至少5%断裂延伸率的至少一个螺纹或由具有至少5%断裂延伸率的至少一个螺纹组成。此外，可使用弯曲的双螺纹。有利地，放置在凹槽中的至少一个构件包括黄铜和/或青铜和/或未硬化钢和/或热处理钢。

例如，分段环成形构件可仅包括一个区段。该区段可通过使用黄铜或青铜或软的非硬化钢或热处理钢或具有5%或更大断裂延伸率并具有例如8 mm的横截面直径的类似材料形成的螺纹而制成。可替代地，可使用弯曲的双头螺纹，从而提供彼此相邻的例如2 * 8 mm的横截面直径。第一环和第二环（其可以使径向内部环）中的凹槽于是能够例如包括次椭圆形横截面，例如使用拉梅曲线（lame-curve）公式                                               ，其中a=10, b=7.85和n=1.7。