精加工轴承套圈的方法与流程

本发明描述了一种精加工风力涡轮机轴承的轴承套圈的方法；一种轴承套圈精加工组件；一种风力涡轮机轴承；以及一种风力涡轮机。

背景技术：

在风力涡轮发电机的情况下，组合的毂部、主轴承、主轴和发电机转子的总体刚度必须足够大，以即使在极端负载条件下也保持发电机中的令人满意的气隙。风力涡轮机转子（毂部和转子叶片的组合）在风力涡轮机的操作期间将倾向于沿各种方向偏转，并且主轴承（其直径在兆瓦级直接驱动风力涡轮机的情况下能够为大约几米）必须具有足够刚度以能够承受这些偏转，使得通常为大约仅几毫米的气隙在所有操作条件下都保持基本上恒定。

轴承的设计将基于有关周围结构的信息，特别是周围结构的刚度以及将在操作期间预期的负载。诸如风力涡轮机主轴承的轴承必须被制造为在滚道系统（包括滚道（raceway）和滚子元件）中达到非常高的精确度，以便将内套圈和外套圈之间的任何角度未对准保持在可接受的水平内；在轴承的滚动元件之间实现令人满意的负载分担；以及在操作期间实现可接受的表面压力分布。对轴承预期寿命的估计一般基于关于轴承内部的负载分担和表面压力分布的详细信息。

轴承的期望的精确度是在最终机加工工艺期间（通常通过磨削）实现的，并被应用遍及整个滚道表面（即，遍及360°），以确保滚道表面在完整圆周中关于例如轮廓、滚道节圆直径、滚道接触角度等尽可能均匀。通常，滚道被机加工到非常高的精确度，其中公差大约仅几微米，常常小至10μm。尽管风力涡轮机的主轴承能够被制造为达到非常高的质量水平，但是已知的机加工技术不能够完全避免疲劳损坏，并且这最终对轴承的预期寿命或计算寿命设定了上限。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种精加工轴承的改善的方式以克服上文所提及的问题。

该目的通过以下各者实现：权利要求1的用于磨削风力涡轮机轴承的轴承套圈的方法；权利要求8的磨削组件；权利要求13的风力涡轮机轴承；权利要求14的风力涡轮机。

根据本发明，精加工风力涡轮机轴承的轴承套圈的方法包括以下步骤：识别轴承套圈的表面上的多个局部硬区；以及从轴承的表面移除材料，使得局部硬区中的轴承套圈厚度小于局部硬区外部的轴承套圈厚度。

轴承套圈能够通过使用任何合适的机加工工艺精加工，诸如磨削或车削。一般地，磨削是选择的工艺。因此，在下文中，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假设最终的精加工步骤涉及磨削轴承套圈的表面以实现期望的轮廓。除非另有指示，否则术语“机加工”和“磨削”可以被视为同义词。在该精加工步骤中被机加工的表面可以简单地被称为“机加工表面”或“磨削表面”。

已知的或已确立的磨削工艺集中在制造未组装和未加载的轴承套圈和滚道上，这些轴承套圈和滚道遍及轴承的完整圆周具有尽可能均匀的表面轮廓。风力涡轮机的轴承在被机加工以实现此类均匀的滚道轮廓时可以遭受由于轴承内部所谓的“局部硬区”而造成的加速的疲劳损坏。局部硬区是滚道中一区域，与同一滚道中的相邻区域相比，该区域中的滚子负载明显较高。对于大型轴承，滚子负载一般为大约几十千牛顿（kn）。在局部硬区中，轴承滚道上的表面压力也高于同一滚道中的相邻区域中的表面压力。表面压力一般为大约900至1800兆帕（mpa）。在精加工阶段中经受常规均匀磨削步骤的风力涡轮机主轴承中，由于风力涡轮机转子（毂部和转子叶片的组合）上负载的波动特性，产生了相对大的局部硬区（遍及几十度）。轴承中局部硬区的存在将对轴承寿命具有负面影响，并且可以被理解为轴承寿命的限制因素之一。

局部硬区在轴承表面上的位置以及其形状或外形能够通过针对该具体的轴承类型及其预期负载的高级有限元分析（fem）计算来确定。在识别多个局部硬区之后，本发明的方法中的后续步骤是根据具体的机加工轮廓遍及轴承表面的完整圆周（即，遍及360°）进行不均匀磨削（或适当地车削）。轴承的机加工表面上所产生的不均匀轮廓将以从标称高度到在针对该轴承类型所识别的局部硬区中的每个中的较低高度的过渡部为特征。由于从被识别为局部硬区的区域移除了材料，因此在风力涡轮机的操作期间，使用本发明的方法机加工的任何轴承都将基本上没有此类局部硬区。因此，与未使用本发明的方法精加工的轴承（即，遍及其滚道中的每个具有均匀轮廓的轴承）相比，本发明的方法能够将此类轴承的寿命延长10％至30％。

通常期望使用常规精加工技术制造的风力涡轮机轴承具有二十年左右的寿命。本发明的方法考虑了轴承的完整负载，包括来自局部硬区的负面影响。结果，滚子和滚道在此类“局部硬区”中未经受过多的负载，由此导致更长的轴承寿命。本发明的方法能够在极大程度上有效地减小局部硬区的面积。代替延伸遍及在轴承滚道上横跨数十度的弧，任何剩余的局部硬区均可以被完全消除，或被减小到仅几度的弧内。这样做的效果是延长轴承的寿命。能够将此类轴承的寿命延长几年是一个非常明显的优势。

根据本发明，机加工组件包括：支撑件，其被实现为在机加工程序期间保持风力涡轮机的轴承套圈；诸如磨削轮的机加工工具，其布置成从轴承套圈的机加工表面移除材料；以及控制单元，其被实现为控制至少机加工工具。基本上存在实现期望的机加工模式的两种主要方式。在一个实施例中，本发明的机加工组件的控制单元被实现为接收确定待机加工表面上的一个或多个局部硬区的位置的信息，并且该控制单元被实现为控制机加工工具的位置，以便与在局部硬区之间的区域中相比在更大程度上在局部硬区中减小轴承套圈厚度。在替代性实施例中，机加工组件包括多个变形装置，所述变形装置布置成迫使局部硬区更接近机加工工具。由于轴承套圈的变形的形状，遍及局部硬区的轴承套圈厚度与这些局部硬区之间的任何区域中的轴承套圈厚度相比在更大程度上被减小。在该替代性实施例中，不需要相对于局部硬区来调节机加工工具位置。

根据本发明，风力涡轮机轴承包括内轴承套圈和外轴承套圈，并且使用本发明的方法对轴承套圈的至少一个表面进行磨削。根据本发明，风力涡轮机包括：多个转子叶片，其安装到毂部；发电机，其具有外转子和内定子；以及轴承，其包括固定的内轴承套圈和可旋转的外轴承套圈，该外轴承套圈将毂部连接到发电机转子，其中，在精加工步骤中使用本发明的方法对轴承套圈中的至少一个进行机加工。有利地，本发明的轴承套圈能够更好地承受由转子上的组合的重力和风力负载产生的负载，并且因此具有有利长寿命。包含了此类轴承的任何风力涡轮机均能够有利地得益于轴承的延长寿命。

本发明的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出，如以下描述中所揭示。可以适当地组合不同权利要求类别的特征，以给出本文中未描述的另外的实施例。

本发明的方法能够应用于可以得益于表面（诸如，滚道）的不均匀磨削的任何类型的轴承。例如，本发明的方法能够应用于滚子轴承类型的叶片变桨距轴承。这些轴承也可以展现出局部硬区，并且可以得益于本发明的方法以消除或至少明显地减少硬区。然而，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假设轴承是风力涡轮机的主轴承。

磨削表面上的局部硬区的示例能够是对应于当轴承被安装在风力涡轮机中时转子叶片相对于轴承套圈的未来位置的区或区域。此类局部硬区或“叶片区域”能够被认为是将由被安装到毂部的叶片投射的“阴影”，该毂部转而被安装到轴承。在旋转轴承套圈的情况下，这些叶片区域在几何上是“固定的”，因为这作为一个单元与转子一起旋转。叶片区域能够关于将由被安装到毂部的叶片投射的“阴影”基本上对称。同样地，此类局部硬区可以移位到叶片轴线“阴影”的一侧。任何此类与叶片相关的硬区将一般在轴承套圈的顺风侧上找到。由轴承套圈的逆风侧所经历的负载一般具有不同的性质，并且由通过风力涡轮机转子的质心的弯矩产生。因此，轴承套圈的逆风侧在轴承套圈的上部区域中可以仅示出单个局部硬区。

由于大多数风力涡轮机具有三个转子叶片，因此在下文中可以假设，针对待磨削的轴承表面识别多达三个叶片区域。这三个叶片区域将绕轴承表面等距地布置，正如转子叶片绕毂部的旋转轴线等距地布置一样。与三个叶片区域一起，将自动地存在三个中间或非叶片区域。

用于在诸如发电机的系统中使用的轴承一般具有：一个固定的套圈，其安装到承载发电机的固定的部分的支撑结构；以及一个可旋转的套圈，其安装到发电机的旋转部分。在诸如风力涡轮机的结构中，存在可以实现发电机的各种方式。例如，发电机可以具有承载磁体的外转子或场、以及承载绕组的内定子或电枢。在替代性实施例中，发电机可以具有外定子和内转子；转子可以被实现为电枢，并且定子可以被实现为场等。尽管任何此类实施例均是可能的，但在下文中可以假设发电机具有借助于可旋转的外轴承套圈而连接到毂部的旋转外场（承载磁体），并且固定的内轴承套圈被安装到主轴。出于讨论的目的，可以假设风力涡轮机是具有此类发电机的大型直接驱动风力涡轮机。

可以将所讨论的轴承假设为滚动元件轴承。各种类型的滚动元件也是可能的，例如锥形轴承、圆柱形滚子轴承、球面滚子轴承等。轴承可以具有一列或多列滚动元件，借此一列的滚动元件一般借助于滚道肩部和滚子保持架来引导。在下文中，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假设轴承是双列锥形滚子轴承，使得每个轴承套圈（内套圈和外套圈）具有两个滚道或座。最接近毂部的滚道被称为逆风滚道，并且距离毂部最远的滚道被称为顺风滚道。对于诸如风力涡轮机主轴承的轴承，滚道以“v”形成角度，如将从附图变得清楚。

在本发明的优选实施例中，磨削表面优选地是轴承套圈的滚道，即，优选地从滚道中的一个（例如，从外套圈的顺风侧上的滚道）对材料进行磨削。

本发明的方法可以作为最终磨削程序的一部分来执行。待机加工或磨削的轴承套圈将已经被精加工到高的精确水平，且在最终机加工阶段中将移除仅非常少量的材料（例如，仅100μm或更小）。为此，事先针对整个轴承套圈确定磨削模式，借此预先确定用于每个局部硬区和每个中间区域（局部硬区之间的区域）的磨削深度。磨削深度将被理解为将从局部硬区移除材料的深度。对于上文针对用于在具有三个转子叶片的风力涡轮机中使用的主轴承所描述的示例性情形，期望的磨削模式可以包括x和y的交替模式，其中x>y，并且借此x是三个叶片区域中的每一个内的磨削深度，且y是中间区域中的每一个中的磨削深度。优选地，在浅磨削深度（y）和较深磨削深度（x）之间存在平滑过渡部，这被描述为所谓的磨削深度轮廓。能够通过合适的分析工具（诸如，高级fem分析）计算出最佳的磨削深度轮廓。

轴承套圈的参数和尺寸将在很大程度上依赖于该轴承套圈将被包含到其中的机器的类型。例如，风力涡轮机轴承套圈的厚度优选地基于已针对该类型的风力涡轮机所估计或计算的负载值来确定。在常规风力涡轮机轴承中，对滚道进行机加工以实现尽可能均匀的轮廓，即，每个轴承套圈遍及其整个圆周具有恒定的轮廓。这将被理解为意指常规轴承的滚道（无论是平坦的还是凸的（crowned））遍及滚道的整个圆周而具有均匀的节圆直径和角度。换句话说，通过常规轴承的滚道的径向横截面对于沿着滚道的所有点将是相同的。

在本发明的优选实施例中，用于表面的磨削深度是基于具体的预测负载模式来计算的，该具体的预测负载模式将由该类型的风力涡轮机的转子（即，毂部和叶片）产生。在本发明的过程中建立的具体的预测负载模式将“疲劳特性负载情况”考虑在内，以便针对具体的轴承类型实现使用寿命的最佳可能改善。疲劳特性负载情况与风速区间（例如，针对将使用该轴承类型的风力涡轮机，风速为9至11m/s）相关，并且一般在如下的“最坏情况”假设下优化相关的轴承参数，即，风力涡轮机将在该风速区间内连续地操作，在该风速区间处，风力涡轮机的功率输出被调节到其标称值。针对在轴承的大部分寿命内该轴承最有可能被暴露于其的情形来优化轴承是有益的，并且通常，任何此类优化均基于此类“最坏情况”的磨损场景。除了考虑此类疲劳特性负载情况之外，本发明的方法还有效地消除或最小化风力涡轮机主轴承中的任何局部硬区。

用于获得轴承中的具体的预测负载模式的代表性转子位置是这样的位置，即其中一个叶片竖直向下指向，且另外两个叶片向上和向外指向。该位置被称为“兔子（bunny）”位置，因为其类似于兔子的鼻子部分。在三叶片转子的情况下，在转子每转一整圈期间，到达该位置三次。与该位置相关联的负载由若干负载效应的组合产生：首先，转子（毂部和叶片）的组合质量作用在其重心（其处于距轴承向外的一距离处）上，从而在轴承上导致倾斜力；其次，毂部由于转子叶片中的每一个的振向（flapwise）和缘向（edgewise）弯矩而经历弹性形变，并且该毂部形变被转移到轴承。本发明的方法通过磨削模式将这种疲劳特性负载情况考虑在内，该磨削模式包括与三个中间区域交替的三个略深的叶片区域，该三个略深的叶片区域处于对应于三个转子叶片的“y”的模式中。该磨削模式有利地允许轴承在高的操作小时数期间很大程度上在无局部硬区的情况下操作，从而导致较低的轴承寿命消耗。在主轴承具有2至4m的直径的情况下，叶片区域内的较深的磨削深度（x）优选地超出较浅的磨削深度（y）几微米，例如在主轴承的直径为2至4m的情况下超出30至100μm。

磨削表面能够是轴承套圈的任何表面，该表面在转子旋转时经受不均匀负载。例如，这种不均匀负载可以施加到轴承的凸缘，并且在识别凸缘表面上的叶片区域之后，能够使用本发明的方法对该凸缘表面进行磨削。然而，轴承的滚道正是受不均匀负载影响最大的表面，并且下文中，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假设磨削表面是轴承套圈的滚道。例如，在本发明的方法中，优选地在叶片区域中从滚道移除材料，以遍及叶片区域实现基本上恒定的轴承套圈厚度。优选地，磨削轮被控制为在局部硬区和相邻区域之间实现平滑过渡。例如，如果局部硬区延伸遍及轴承套圈的60°，并且局部硬区中的磨削深度比中间区域中的磨削深度深80μm，则过渡区能够延伸遍及60°，从而与局部硬区和中间区域叠置，并且磨削深度可以从中间区域到局部硬区逐步地增加。

替代地或另外，在本发明的优选实施例中，可以在叶片区域中从滚道移除材料以实现角度校正。为了实现期望的角度校正，轴承套圈厚度可以从磨削表面的外圆周处的第一厚度逐步地过渡到磨削表面的内圆周处的第二厚度。

下文中可以将本发明的机加工组件假设为磨削组件。能够通过适当地控制磨削组件的磨削轮来实现期望的磨削模式。优选地，磨削组件包括多轴线磨削轮，即，能够至少被控制成水平地以及竖直地移动的磨削轮。材料移除的速率将依赖于磨削轮旋转得多快，磨削轮相对于磨削表面移动得多迅速以及磨削轮的作用表面相对于磨削表面的位置。能够以许多方式实现期望的磨削模式（与从中间区域相比从局部硬区移除更多的材料）。例如，磨削轮能够被控制成在轴承套圈被搁置在水平转动台上时在轴承套圈被转动的同时获得沿着垂直于轴承套圈的滚道的轴线的向上和向下运动。磨削轮位置和轴承套圈在转动台上的位置经由控制单元而完全相互关联，以确保非常精确的磨削模式。在针对具体的直径获得要求的圆周轮廓之后，磨削轮略向内或向外移位到对应于不同直径的新位置。然后，重复沿圆周方向的磨削工艺。该磨削工艺继续，直到完整的滚道已被磨削成给出期望的轮廓。

此类磨削组件的控制单元优选地被实现为将与磨削轮廓相关的信息转换成适当的控制命令，例如，以便致动转动台和/或磨削轮的马达。能够通过合适的计算机程序来完成对磨削组件部件的控制以调节磨削轮位置、速度等，该计算机程序可直接加载到磨削组件的控制单元或控制模块的存储器中，并且该计算机程序包括用于在该计算机程序由磨削组件的控制单元执行时执行本发明的方法的步骤的合适的程序元素。使技术人员或用户识别轴承表面上的所谓的“顶部标记”（由轴承制造商放置以在安装时识别轴承上的最上点的标记）足以将轴承套圈以限定的取向定位在磨削组件中并且将任何相关数据输入到计算机程序。顶部标记可以针对处于“兔子位置”中的转子限定“12点钟”。在这种情况下，顶部标记在外套圈上正好处于“12点钟”处，并且在轴承的逆风侧和顺风侧上可见。类似的顶部标记一般也存在于内套圈的逆风侧和顺风侧上，因为内套圈一般被安装到风力涡轮机的主轴并且其顶部标记正好处于“12点钟”位置处。

替代地或另外，在磨削之前，轴承套圈本身能够经受略微程度的有意的和可逆的变形，使得该变形导致期望的磨削模式。为此，将合适的变形装置包含在磨削组件中。在一个实施例中，变形装置包括多个垫片，这些垫片在合适的位置处布置在轴承套圈下方。例如，在每个叶片区域后面或下方的垫片能够有效地将该叶片区域“推动”得更接近磨削轮，从而导致遍及叶片区域的较深的磨削深度。代替垫片，转动台能够被制造成具有成型的安装表面，以在轴承套圈固定到该安装表面时实现期望的变形。轴承套圈能够以任何合适的方式固定到转动台，例如通过使用包含在磨削组件中的磁体布置，或者通过使用夹具、螺栓等的布置。在磨削之后，移除或拆卸任何此类变形装置，使得轴承套圈再一次呈现其未变形的形状，从而展示期望的磨削模式。

附图说明

由下文结合附图考虑的详细描述，本发明的其它目的和特征将变得明显。然而，将理解，附图仅是出于说明的目的而设计的，而不是作为对本发明的界限的限定。

图1示出了风力涡轮机的转子；

图2示出了与风力涡轮机的转子和轴承相关的弯矩；

图3示出了根据现有技术的三叶片风力涡轮机的轴承的负载模式；

图4示出了通过轴承的简化的局部横截面；

图5示出了根据本发明的方法的第一实施例磨削轴承套圈的结果；

图6示出了根据本发明的方法的第二实施例磨削轴承套圈的结果；

图7示出了本发明的磨削组件的实施例的简化平面图；

图8示出了本发明的磨削组件的实施例的简化前视图；

图9图示了使用本发明的方法实现的磨削模式；

图10示出了使用本发明的方法精加工的轴承的负载模式；

图11示出了用于风力涡轮机主轴承的滚子负载的比较。

在附图中，相同的数字通篇指代相同的物体。附图中的物体不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机2的转子。转子包括安装到毂部22的三个叶片21。在毂部的顺风端处的圆形开口固定到主轴承1的外可旋转套圈12。对于大型兆瓦级风力涡轮机，转子叶片21的长度能够超过45m，并且主轴承1的直径能够为大约2至5m或甚至更大。此类轴承一般被实现为双列或三列滚子轴承。技术人员将知道，滚子能够是锥形滚子、圆柱形滚子或球面圆柱形滚子。在该示例性实施例中，主轴承1的外套圈12安装到发电机的可旋转场23，并且轴承1的内套圈11安装到短轴（stub）24或支撑轴24。

由于所涉及的大尺寸，轴承即使在使用高强度材料制造并且具有大的厚度等时，也仍能够在风力涡轮机的操作期间经受巨大的滚子负载（以kn为单位测量）和在滚道上的表面压力（以mpa为单位测量）。由于常规的均匀机加工方法，不均匀和次佳的负载表现为轴承中的局部硬区。这些局部硬区是轴承的区，在这些区中，滚子和滚道暴露于较高的负载。由于不均匀的负载分布，轴承遭受了更快的疲劳损坏的累积。对滚道或滚子的疲劳损坏能够最终导致轴承的咬死（seizure）和故障。图2中图示了负载的性质，其指示了三叶片风力涡轮机2的转子21、22和轴承外套圈12。转子的组合质量在沿逆风方向距轴承向外一距离处具有质心com因此，转子21、22的转矩rm用于使轴承套圈12倾斜（当看着该图时，沿逆时针方向）。另外，叶片上的风力导致振向和缘向弯矩。在图中指示了振向弯矩fm。缘向弯矩将在页面的平面外。这些弯矩通过刚性圆形变桨距轴承210转移到毂部22，并且毂部21的所产生的变形被传递到轴承套圈12。

疲劳特性负载情况的负载效应在图3中被图示，并且指示了当叶片处于“兔子”或“y”位置（如由从原点以30°、150°和270°向外延伸的三个长轴线所指示）中时作用在双套圈滚子轴承的滚子上的滚子力。轴承的“12点钟”位置处于90°。滚子力以圆形图形式示出，从而反映了滚子在环形座圈（annularrace）中的位置。滚子力以千牛顿（kn）指示，其中内套圈代表0kn，并且外套圈代表140kn。

第一曲线30_uw示出了用于逆风座圈的滚子力。当转子的叶片处于“y”位置中时，在逆风座圈中接近12点钟位置的滚子经受最高的负载。在轴承内部的任何其它位置处，滚子力较低。对于该“最坏情况”转子位置，滚子上的负载最高。

第二曲线30_dw示出了用于顺风座圈的滚子力。该曲线示出，当叶片处于“y”位置中时，与中间区域中的相邻滚子相比，接近30°、150°和270°的滚子经受明显较高的负载。在这些30°、150°和270°位置周围的区域是这种轴承类型的所谓的“局部硬区”。如果以如上文所描述的常规方式机加工和精加工轴承，则这些硬区中的较高负载将导致加速的疲劳损坏。当使用本发明的方法机加工和精加工轴承时，基本上消除了任何此类局部硬区，并且轴承中的滚子力将减小（如下图11和图12中所示），从而导致极有利地延长轴承寿命。

图4示出了通过轴承1的横截面，其示出了外套圈12、两部分式内套圈11和两组锥形滚子13。逆风座圈由外套圈逆风滚道121和内套圈逆风滚道111限定。顺风座圈由外套圈顺风滚道122和内套圈顺风滚道112限定。该图还指示了由轴承制造商提供的顶部标记19，以帮助正确安装轴承。

图5示出了在被应用于磨削直接驱动风力涡轮机的主轴承1的外套圈12的顺风滚道122时本发明的方法的第一实施例的结果。该图以极为夸张的方式指示了遍及局部硬区（例如，叶片区域）增加磨削深度以将轴承套圈厚度从中间或非叶片区域中的标称厚度hn减小到顺风滚道122的叶片区域中的减小的厚度hz的效果。厚度的这种减小能够将滚道的任何潜在的轮廓（例如，凸度滚道的略弯曲的轮廓）考虑在内，以便遍及局部硬区维持该潜在的轮廓。

图6示出了在被应用于磨削直接驱动风力涡轮机的主轴承1的外套圈12的顺风滚道122时本发明的方法的第二实施例的结果。在此，外套圈12的顺风滚道122已被磨削以在叶片区域中实现角度校正，其中套圈厚度从滚道的外圆周到滚道的内圆周以线性且逐步的方式减小。在此同样，执行磨削以将滚道122的任何潜在的轮廓考虑在内，以便也遍及局部硬区维持该潜在的轮廓。

尽管图4至图6仅示出了对这些滚道中的一个（即，外套圈的顺风滚道122）进行磨削的效果，但是应理解，能够使用本发明的方法对这些表面的任何组合进行磨削以实现期望的磨削模式。

图7示出了本发明的磨削组件的实施例的简化平面图。待处理的轴承套圈（在这种情况下为风力涡轮机主轴承的外轴承套圈12）被示出为搁置在平坦的支撑件（诸如，转动台32）上。转动台32能够使轴承套圈12绕其旋转轴线r旋转。先前已针对该轴承套圈12识别了三个叶片区域z。这些叶片区域由图中的虚线指示，并且将理解，可以在能够由磨削组件的控制单元理解的合适的坐标系中限定这些虚拟位置。轴承的顶部标记19能够用于限定轴承在该坐标系中的位置。任何相关数据均能够以通常的方式提供到控制单元的控制程序。在该图中，磨削组件被示出为包括一组垫片35。每个垫片35放置在局部硬区z下方，以有效地将轴承套圈12的该部分向上推向磨削轮。由于该部分本身的弯曲刚度相对低，可以以这种方式使轴承套圈12变形。轴承套圈12能够通过不同的方法固定到转动台32，例如被集成在磨削组件中的磁性设备、通过使用螺栓和支架的合适布置等。

图8示出了本发明的磨削组件的实施例的非常简化的主视图或侧视图。在此，磨削机器30被示出为相对于轴承套圈12的滚道保持磨削轮31。转动台32能够是可旋转的，并且控制单元33还能够通过向转动台32的转动单元（未示出）的马达发送的适当命令来控制其速率和/或旋转方向。该图还指示了套圈12上的多个局部硬区z。为了清楚起见，仅以横截面示出轴承套圈12的一部分。轴承套圈12固定在转动台32上。在开始磨削工艺之前，关于磨削轮廓的任何相关数据d均被馈送到加载至控制单元33的存储器中的计算机程序。响应于来自控制单元33的信号，能够在轴承套圈12的转动期间沿垂直于滚道的方向升高和降低磨削轮31。控制单元33还向磨削机器30发出命令以将磨削轮31的位置调节到滚道上的新直径。例如，适当的控制命令导致如图5中所描述的期望的磨削轮廓。

图9图示了使用本发明的方法实现的极大地简化的磨削模式p或机加工深度轮廓p。该图用于图示最终磨削模式，并示出了交替的“较深”区域和标称或较浅区域，所述“较深”区域对应于局部硬区z，所述标称或较浅区域对应于中间或非叶片区域n。该图未按比例绘制：轴承套圈的圆周（从0°到360°）能够为大约12m，同时从初始水平h0到非叶片区域n中的最终深度hn的磨削深度可以小于一毫米的十分之二（即，小于200μm），并且从非叶片区域n的水平hn到局部硬区z中的深度hz的附加磨削深度可以仅为几十微米，例如60μm或甚至更小。起始轴承套圈厚度由延伸通过h0的线指示。在最终磨削阶段期间，从轴承套圈滚道移除材料以实现非叶片区域n中的厚度hn和局部硬区z中的厚度hz。描述中所提及的磨削深度“y”由差值h0-hn给出；磨削深度“x”由差值h0-hz给出。由于用于x轴和y轴的比例不同，该图似乎示出了非叶片区域n的水平hn和局部硬区z的水平hz之间显著的阶梯，但将理解，遍及仅几微米的该过渡部实际上非常平滑。

图10示出了三叶片风力涡轮机的双座圈轴承中的滚子力，对于该三叶片风力涡轮机，已使用本发明的磨削方法精加工了轴承。9与图3类似，该图指示了转子的“y”位置。在此，第一曲线1_uw示出了用于逆风座圈的滚子力。这与上文的图3的用于逆风座圈的滚子力30_uw类似，并且逆风座圈中接近12点钟（90°）的滚子经受了最高的负载。然而，与上文的图3中所描述的常规轴承的顺风座圈中的滚子力30_dw相比，顺风座圈中的滚子力1_dw明显较低。顺风座圈中明显减小的滚子力将导致疲劳损坏的明显减少，从而导致与根据现有技术方法制造的轴承相比的轴承寿命的有利延长。

为了图示能够通过本发明的磨削方法实现的有益效果，图11示出了用于风力涡轮机主轴承的外套圈的对照角度位置（以度为单位）的滚子负载（以kn为单位）的比较。该图指示，逆风座圈滚子负载30_uw、1_uw（如上文的图3和图10中所示）对于常规轴承和本发明轴承基本上是相同的。当比较顺风座圈滚子负载30_dw、1_dw时，看到了明显的改善：该图示出了用于使用现有技术方法精加工的轴承的顺风滚子负载轮廓30_dw（如图3中所示），以及用于使用本发明的磨削方法精加工的轴承的顺风滚子负载轮廓1_dw（如图10中所示）。在图中还指示了在常规磨削的轴承中与不均匀的滚子负载相关联的临界硬区z，并且局部硬区z能够延伸遍及约30°至40°。在这些局部硬区z中，最大滚子力明显高于中间区域中的滚子力。使用本发明的方法，滚子力将以均匀得多的方式分布遍及轴承的圆周（中间区域处的滚子现在将承载更大的负载），并且最大滚子力将大大减小，这由延伸遍及至多仅几度的小得多的局部硬区z'来指示。这些较小的局部硬区z'可以小到可忽略不计。滚子负载中的这种减小导致了在10％至30％的范围内的轴承寿命的提高。

尽管已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，但是将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，能够对其做出许多附加的修改和变型。例如，磨削表面可以是轴承套圈的凸缘上的外竖直表面。轴承通过诸如螺栓的紧固件安装，所述紧固件被插入通过凸缘中的衬套或孔且然后被收紧。通常，面向逆风或顺风方向的凸缘表面一般被机加工成尽可能平坦的或平面的。然而，此类凸缘表面（例如，用于直接驱动风力涡轮机的主轴承的外套圈的凸缘表面）也能够经受使用本发明的方法的机加工以实现不均匀的凸缘表面，该不均匀的凸缘表面能够帮助轴承获得针对轴承内部的滚子的改善的负载模式，并且这对于轴承寿命是有益的。

为了清楚起见，将理解，贯穿本申请的“一”或“一个”的使用不排除多个，并且“包括”不排除其它步骤或元件。对“单元”或“模块”的提及不排除使用多于一个单元或模块。