滑动主轴承传动链及包括其的风力涡轮机的制作方法

本发明涉及一种滑动主轴承传动链及包括其的风力涡轮机。

背景技术：

目前风力涡轮机存在一种直接驱动式的传动链结构。这种传动链结构一般采用滚动主轴承的形式。如单个的双列圆锥滚子轴承或两个单列圆锥滚子传动链形式。风力涡轮机直接驱动式的传动链滚动主轴承，其承载能力低，抗震性不好，工作不够平稳可靠，不容易制造，生产周期长，生产成本高，不可以维护，轴承使用寿命短的问题。

目前也有风力涡轮机采用滑动轴承的技术，但是普遍可维护性不高。因为滑动轴承存在相比滚动轴承发热量大，磨损快的缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风力涡轮机滚动主轴承承载能力低，抗震性不好，工作不够平稳可靠，不容易制造，生产周期长，生产成本高，不可以维护，轴承使用寿命短的缺陷，提供一种滑动主轴承传动链及包括其的风力涡轮机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种滑动主轴承传动链，其特点在于，所述滑动主轴承传动链包括：

一轴承内圈以及一轴承外圈；

端面压板，所述端面压板设置于所述轴承内圈以及所述轴承外圈的轴向方向的两侧；

两组轴向滑块，两组轴向滑块在所述轴承内圈/所述轴承外圈与两侧的所述端面压板之间提供静动摩擦隔离和载荷传递；

两组径向滑块，两组径向滑块在所述轴承内圈和所述轴承外圈之间提供静动摩擦隔离和载荷传递，两组径向滑块在轴向方向上间隔设置。

本方案相对滚动主轴承的优点在于：1、滑动主轴承承载能力高；(接触面积大的原因)；2、构造简单，制造、加工、拆卸方便；3、良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高。

本方案相对于滚动主轴承还具有经济性。目前风机主轴承用的都是滚动主轴承的形式。滚动轴承内部间隙很小，各零件的加工精度要求较高，采用的是轴承钢热处理加工。所以滚动主轴承价格昂贵。滑动主轴承构造简单，制造、加工简单。采用滑动主轴承相比滚动主轴承传动链，成本至少下降60％。

此外，本方案的两组轴向滑块以及两组径向滑块形成了4点支撑。对于3点接触的滑动轴承形式来说，相当于单轴承，轴承轴向宽度l(跨距)小。对于要承载风机的大弯矩来说，同等摩擦片(径向滑块)单位面积需要承载更大的径向力f，因而单位面积承载的压强p会更大。这样摩擦片(径向滑块)产生的热量和磨损量也越大。对于降低滑动主轴承的摩擦片(径向滑块)发热量和磨损量问题来说是个巨大的挑战。所以本方案4点接触的滑动主轴承为了解决摩擦片发热量和磨损量的问题，两组轴向滑块间隔设置加大了轴承跨距，减少摩擦片(径向滑块)单位压强，从而减少摩擦力来降低发热量和磨损量。

较佳地，每组轴向滑块均包括多个轴向滑块；各轴向滑块环绕分布于所述轴承内圈/所述轴承外圈与两侧的所述端面压板之间。轴向滑块可以为摩擦片，通常为片状的结构，可以由不同种类的材料制成。

较佳地，每组径向滑块均包括多个径向滑块；各径向滑块环绕分布于所述轴承内圈与所述轴承外圈之间。径向滑块可以为摩擦片，通常为片状的结构，可以由不同种类的材料制成。

较佳地，位于同一侧的端面压板的数量为一个，所述端面压板环绕延伸于所述轴承内圈和所述轴承外圈的一侧。此时，端面压板进一步为圆环状。

较佳地，位于同一侧的端面压板的数量为多个，同一侧的各所述端面压板环绕排列于所述轴承内圈和所述轴承外圈的一侧。采用多个端面压板可以方便替换。在设备的长期运行中，一旦有端面压板产生损坏，只需要替换对应的端面压板即可，不需要替换其他的端面压板。

较佳地，所述端面压板为矩形的片状结构，相邻的所述端面压板之间形成的间隙小于轴向滑块。由此端面压板利于加工，且可以防止轴向滑块滑出。

较佳地，所述端面压板的一端可拆卸连接于所述轴承内圈/所述轴承外圈，所述端面压板的另一端通过轴向滑块与所述轴承外圈/所述轴承内圈实现静动摩擦隔离和载荷传递。端面压板可拆卸设置，使得轴向滑块和径向滑块可以随时进行更换。

较佳地，所述端面压板通过螺纹紧固件与所述轴承内圈/所述轴承外圈。

较佳地，所述端面压板的内侧端面、所述轴承外圈的外侧端面以及所述轴承内圈的外侧端面中的其中之一设置有容纳凹槽，所述轴向滑块被限位于所述容纳凹槽内。容纳凹槽能够对轴向滑块进行限位和引导。

较佳地，所述轴承外圈的内侧周面以及所述轴承内圈的外侧周面中的其中之一设置有容纳凹槽，所述径向滑块被限位于所述容纳凹槽内。容纳凹槽能够对径向滑块进行限位和引导。

较佳地，所述轴承内圈以及所述轴承外圈在轴向方向的两侧的轴向滑块处互相贴近，并在在轴向方向的中间互相远离。

较佳地，所述轴承外圈与发电机转子以及轮毂连接。

较佳地，所述发电机转子设置在所述轴承外圈的径向方向的外侧，所述轮毂设置在所述端面压板的径向方向的外侧，其中，所述轮毂连接于所述轴承外圈的外侧端面，所述发电机转子连接于所述轴承外圈的内侧端面。采用外圈旋转的方式，载荷作用点位于两组径向滑块之间，具有较小的弯矩载荷。

较佳地，所述轴承内圈与发电机转子以及轮毂连接。采用内圈旋转的方式，载荷作用点位于两组径向滑块之外，具有较大的弯矩载荷。

较佳地，所述发电机转子设置在所述轴承外圈的径向方向的外侧，所述轴承内圈具有连接侧缘，所述连接侧缘在轴向方向和径向方向上向外延伸，其中，所述轮毂连接于所述连接侧缘的外侧端面，所述发电机转子连接于所述连接侧缘的内侧端面。

一种风力涡轮机，其特点在于，所述风力涡轮机包括所述滑动主轴承传动链。

本发明的积极进步效果在于：本发明相比滚动主轴承有更大的承载能力，抗震性好，工作平稳可靠，提高了风机的可靠性。容易制造，缩短了生产周期，降低了生产成本低。端面压板可拆卸，轴向滑块和径向滑块可更换，轴承使用寿命长。同时相比于3点接触的滑动轴承减少摩擦力来降低发热量和磨损量。

附图说明

图1为本发明实施例1的滑动主轴承传动链的结构示意图。

图2为本发明实施例1的外圈旋转方式的结构示意图。

图3为本发明实施例1的外圈旋转方式的局部放大结构示意图。

图4为本发明实施例2的外圈旋转方式的结构示意图。

图5为本发明实施例2的外圈旋转方式的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例公开了一种滑动主轴承传动链，其中，本实施例的滑动主轴承传动链包括轴承外圈1、轴承内圈2、端面压板31和端面压板32、轴向滑块41和轴向滑块42、径向滑块51和径向滑块52、轮毂6、发电机转子7、发电机定子8、固定轴9、主底座10。

如图1-图3所示，本实施例的滑动主轴承传动链包括一轴承内圈2以及一轴承外圈1。其中，轴承外圈1设置在轴承内圈2的径向方向上的外侧，两者平行设置。

如图1和图3所示，本实施例的滑动主轴承传动链包括两组端面压板(端面压板31和端面压板32)，端面压板31和端面压板32设置于轴承内圈2以及轴承外圈1的轴向方向的两侧；

如图1和图3所示，本实施例的滑动主轴承传动链包括两组轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)，轴向滑块41和轴向滑块42在轴承外圈1与两侧的端面压板31和端面压板32之间提供静动摩擦隔离和载荷传递。在实际实施中，也可以设置为轴向滑块41和轴向滑块42分别在轴承内圈2与两侧的端面压板31和端面压板32之间提供静动摩擦隔离和载荷传递。

如图1和图3所示，本实施例的滑动主轴承传动链包括两组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)，径向滑块51和径向滑块52在轴承内圈2和轴承外圈1之间提供静动摩擦隔离和载荷传递，两组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)在轴向方向上间隔设置。

如图1-图3所示，本实施例的端面压板31和端面压板32通过螺栓连接到轴承内圈2上，起到紧固轴向滑块41和轴向滑块42，并防止径向滑块51和径向滑块52轴向滑动的作用。风轮的弯矩载荷在轮毂6、轴承外圈1之间通过径向滑块51和径向滑块52传递给轴承内圈2，风轮的轴向载荷通过轴向滑块41和轴向滑块42传递给轴承内圈2。轴承内圈2、固定轴9之间通过螺栓连接把载荷传递给相对静止的主底座10。轴向滑块41、轴向滑块42和径向滑块51、径向滑块52在轴承外圈1(旋转)和轴承内圈2(静止)之间形成摩擦隔离和载荷传递的效果。

本方案相对滚动主轴承的优点在于：1、滑动主轴承承载能力高；(接触面积大的原因)；2、构造简单，制造、加工、拆卸方便；3、良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高。

本方案相对于滚动主轴承还具有经济性。目前风机主轴承用的都是滚动主轴承的形式。滚动轴承内部间隙很小，各零件的加工精度要求较高，采用的是轴承钢热处理加工。所以滚动主轴承价格昂贵。滑动主轴承构造简单，制造、加工简单。采用滑动主轴承相比滚动主轴承传动链，成本至少下降60％。

此外，本方案的两组轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)以及两组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)形成了4点支撑。对于3点接触的滑动轴承形式来说，相当于单轴承，轴承轴向宽度l(跨距)小。对于要承载风机的大弯矩来说，同等摩擦片(径向滑块51和径向滑块52)单位面积需要承载更大的径向力f，因而单位面积承载的压强p会更大。这样摩擦片(径向滑块51和径向滑块52)产生的热量和磨损量也越大。对于降低滑动主轴承的摩擦片(径向滑块51和径向滑块52)发热量和磨损量问题来说是个巨大的挑战。所以本方案4点接触的滑动主轴承为了解决摩擦片发热量和磨损量的问题，两组轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)间隔设置加大了轴承跨距，减少摩擦片(径向滑块51和径向滑块52)单位压强，从而减少摩擦力来降低发热量和磨损量。

如图1和图3所示，本实施例的每组轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)均包括多个轴向滑块；各轴向滑块环绕分布于轴承外圈1(在其他实施例中也可以是分布于轴承内圈2)与两侧的端面压板(端面压板31和端面压板32)之间。轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)可以为摩擦片，通常为片状的结构，可以由不同种类的材料制成。

如图1和图3所示，本实施例的每组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)均包括多个径向滑块；各径向滑块环绕分布于轴承内圈2与轴承外圈1之间。径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)可以为摩擦片，通常为片状的结构，可以由不同种类的材料制成。

如图1和图3所示，本实施例的位于同一侧的端面压板(端面压板31和端面压板32)的数量为多个，同一侧的各端面压板(端面压板31和端面压板32)环绕排列于轴承内圈2和轴承外圈1的一侧。采用多个端面压板(端面压板31和端面压板32)可以方便替换。在设备的长期运行中，一旦有端面压板(端面压板31和端面压板32)产生损坏，只需要替换对应的端面压板(端面压板31和端面压板32)即可，不需要替换其他的端面压板(端面压板31和端面压板32)。

当然在其他的可选实施例中，位于同一侧的端面压板的数量为一个，端面压板环绕延伸于轴承内圈2和轴承外圈1的一侧。此时，端面压板进一步设置为圆环状。

本实施例中，端面压板31和端面压板32为矩形的片状结构，相邻的端面压板之间形成的间隙小于轴向滑块。由此端面压板利于加工，且可以防止轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)滑出。

本实施例中，端面压板(端面压板31和端面压板32)的一端可拆卸连接于轴承内圈2，端面压板(端面压板31和端面压板32)的另一端通过轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)与轴承外圈1实现静动摩擦隔离和载荷传递。端面压板(端面压板31和端面压板32)可拆卸设置，使得轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)和径向滑块可以随时进行更换。

在其他的可选实施方式中，也可以设置为端面压板(端面压板31和端面压板32)的一端可拆卸连接于轴承外圈1，端面压板(端面压板31和端面压板32)的另一端通过轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)与轴承内圈2实现静动摩擦隔离和载荷传递。

本实施例中，端面压板(端面压板31和端面压板32)通过螺纹紧固件(例如螺栓)与轴承内圈2连接。在其他的可选实施方式中，也可以通过螺纹紧固件轴承外圈1连接。

如图1和图3所示，本实施例的端面压板(端面压板31和端面压板32)的内侧端面、轴承外圈1的外侧端面以及轴承内圈2的外侧端面中的其中之一设置有容纳凹槽，轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)被限位于容纳凹槽内。容纳凹槽能够对轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)进行限位和引导。

如图1和图3所示，本实施例的轴承外圈1的内侧周面以及轴承内圈2的外侧周面中的其中之一设置有容纳凹槽，径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)被限位于容纳凹槽内。容纳凹槽能够对径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)进行限位和引导。

如图3所示，本实施例的轴承内圈2以及轴承外圈1在轴向方向的两侧的轴向滑块(轴向滑块41和轴向滑块42)处互相贴近，并在在轴向方向的中间互相远离。

如图2和图3所示，本实施例的发电机转子7设置在轴承外圈1的径向方向的外侧，轮毂6设置在端面压板(端面压板31和端面压板32)的径向方向的外侧，其中，轮毂6连接于轴承外圈1的外侧端面，发电机转子7连接于轴承外圈1的内侧端面。采用外圈旋转的方式，载荷作用点位于两组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)之间，具有较小的弯矩载荷。

安装时，通过螺栓把直接驱动式风力涡轮机的轮毂6、轴承外圈1和发电机转子7连接到一起，形成直接驱动风力涡轮机的旋转侧。通过螺栓把轴承内圈5连接到固定轴9，通过螺栓把发电机定子8连接到固定轴9，通过螺栓连接把固定轴9连接到相对静止的主底座10上，形成直接驱动风力涡轮机的静止侧。风轮带动轮毂9从而带动轴承外圈1和发电机转子7围绕发电机定子8旋转，把风能转化为机械能再转化了磁能再转化为电能的过程，实现风力发电的结果。

本实施例的滑动主轴承传动链可以运用到风力涡轮机之中。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例公开了一种滑动主轴承传动链，其中，本实施例的滑动主轴承传动链的轴承外圈1、轴承内圈2、端面压板31和端面压板32、轴向滑块41和轴向滑块42、径向滑块51和径向滑块52的设置均与实施例1相同，在此不作赘述。

本实施例中，轴承内圈2与发电机转子7以及轮毂连接6。采用内圈旋转的方式，载荷作用点位于两组径向滑块(径向滑块51和径向滑块52)之外，具有较大的弯矩载荷。

如图4和图5所示，本实施例的发电机转子7设置在轴承外圈1的径向方向的外侧，轴承内圈2具有连接侧缘21，连接侧缘21在轴向方向和径向方向上向外延伸，其中，轮毂6连接于连接侧缘21的外侧端面，发电机转子7连接于连接侧缘21的内侧端面。

安装时，通过螺栓把直接驱动式风力涡轮机的轮毂6、轴承内圈2和发电机转子7连接到一起，形成直接驱动风力涡轮机的旋转侧。通过螺栓把发电机定子8连接到轴承外圈1，通过螺栓连接把轴承外圈1连接到相对静止的主底座10上，形成直接驱动风力涡轮机的静止侧。风轮带动轮毂6从而带动轴承内圈2和发电机转子7围绕发电机定子8旋转，把风能转化为机械能再转化了磁能再转化为电能的过程，实现风力发电的结果。

本发明相比滚动主轴承有更大的承载能力，抗震性好，工作平稳可靠，提高了风机的可靠性。容易制造，缩短了生产周期，降低了生产成本低。端面压板可拆卸，轴向滑块和径向滑块可更换，轴承使用寿命长。同时相比于3点接触的滑动轴承减少摩擦力来降低发热量和磨损量。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。