[发明专利]滚动轴承装置

说明书

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子轴的轴承装置，其中，该转子轴将设置有转子叶片的轮毂的转动传递至发电机，其中，该轴承装置包括轮毂侧滚动轴承元件(3)和发电机侧滚动轴承(4)，其中，轮毂侧滚动轴承设计为径向滚子轴承，并且发电机侧滚动轴承形成为三列式滚子转动连接件。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子轴的轴承装置，其中，该转子轴将设置有转子叶片的轮毂的转动传递至发电机，其中，该轴承装置包括轮毂侧滚动轴承和发电机侧滚动轴承。

背景技术

风力涡轮机的转子轴在运行期间将转子叶片的转动传递至发电机，其中，由流动的空气所驱动的转子的转动被转换成电能。转子轴可以以不同的方式安装在风力涡轮机的座舱中。根据第一种安装理念，设置了在转子轴的轴向方向上彼此间隔开的两个轴承点，其中，在一个轴承点处设置浮动轴承，并且在另一个轴承点处设置固定轴承(固定/浮动安装件)。根据第二种安装理念，轮毂被旋拧到行星变速箱的内齿轮上，或者在无变速箱系统的情况下，被直接旋拧到发电机的转子上。在第二种安装理念的两种情况下，都只需要单个转矩轴承来安装转子轴，具有较低的总高度的该轴承可以吸收轴向力、径向力和倾斜转矩，并且将其引入风力涡轮机的座舱中。本发明针对上述的第一种安装理念，其中，两个滚动轴承在转子轴的轴向方向上彼此间隔开一定距离地设置，两个滚动轴承中的一者形成为浮动轴承并且另一者形成为固定轴承。

在现有技术已知的固定/浮动安装件中，转子轴基本水平地布置，并且可转动地安装在轴向间隔开的两个支撑点处。下面，两个相关的轴承根据其位置分别称为轮毂侧轴承和发电机侧轴承。轴的可转动安装件首先必须承受轴本身以及轮毂和转子叶片的固有重量，其次大部分还必须吸收由风引起的载荷。两种载荷都会在轴承中生成在径向方向和轴向方向上的倾斜转矩和力，其中，由于转子叶片的高重量，轮毂侧轴承必须承受大得多的载荷。此外，这些力导致转子轴的弹性变形。滚动轴承可以构造成使得转子轴的所述弹性变形由轴承补偿。

从现有技术中已知转子轴的这种安装件的技术实施例。为此，文献EP 2 871376B1描述了一种用于流体动力机械(例如，风力涡轮机)的安装件，其中，轴借助于固定轴承和浮动轴承可转动地安装。固定轴承包括两个自调心接触轴承，其中，多个桶形滚动元件各自相对于转动轴线倾斜地布置并且在两个弯曲滚道之间滚动。浮动轴承布置在距固定轴承一定轴向距离处，其中，另一组滚动元件在两个弯曲滚道之间滚动。借助于自调心的环形滚子轴承，产生了高度承受轴的挠曲和对准误差的轴承装置。然而，该装置的缺点相反地在于，这种顺应性安装件对于载荷引起的轴的变形仅提供很小的抵抗。因此，轴的变形必须由发电机吸收。此外，将环形滚子轴承用作浮动轴承导致其仅能够在有限的程度上吸收(例如由于热膨胀所引起的)轴的轴向运动。

发明内容

本发明所基于的目的在于，借助于合适的轴承构造来拦截轮毂侧轴承和发电机侧轴承上的不均匀的载荷分布，并且使轴的轴向膨胀保持较低。一个技术边界条件包括将轴承设计成在超过20年的使用期内能够可靠运行，并且为此，保持滚动元件与滚道之间的接触压力较低(特别是对于运行载荷而言，小于1500MPa)。经济和逻辑边界条件包括限制轴承的尺寸和重量。

该目的通过用于风力涡轮机的转子轴的轴承装置来实现，其中，该转子轴将设置有转子叶片的轮毂的转动传递至发电机，其中，该轴承装置包括轮毂侧滚动轴承和发电机侧滚动轴承，其中，轮毂侧滚动轴承形成为径向滚子轴承，并且发电机侧滚动轴承形成为三列式滚子转动连接件。