风电转动连接装置的制作方法

本发明涉及一种风电轴承，尤其是风电转动连接装置。

背景技术：

现有的风力发电机组主轴轴承、变桨轴承与偏航轴承均为大型专用轴承，轴承的直径较大，精度与载荷要求高，加工难度大，国产轴承无法该满足使用要求，而进口轴承价格昂贵。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种能够降低轴承成本的风电转动连接装置，具体技术方案为：

风电转动连接装置，包括主轴轴承组件，所述主轴轴承组件绕风电主轴的轴线环形阵列设置，所述主轴轴承组件安装在风电主轴与主轴支架之间；桨叶轴承组件，所述桨叶轴承组件绕桨叶座的轴线环形阵列设置，所述桨叶轴承组件安装在桨叶座与变桨转盘之间；机架轴承组件，所述机架轴承组件绕机架转盘的轴线环形阵列设置，所述机架轴承组件位于机架转盘与机架座之间。

通过采用上述技术方案，主轴轴承组件、桨叶轴承组件和机架轴承组件分别形成一个大直径的轴承，用于替代进口的大直径轴承，降低成本。

优选的，所述主轴轴承组件包括主轴滚轮，所述主轴滚轮上设有环形的滚动槽，所述主轴滚轮绕风电主轴的轴线环形阵列设置；主动轴，所述主动轴固定在主轴滚轮的两端，且主动轴与主轴滚轮同轴线；主轴轴承，所述主轴轴承的内圈固定在主动轴上，且位于主轴滚轮的两侧；及轴承固定座，所述轴承固定座上设有滚轮槽和轴承固定槽，所述轴承固定槽位于轴承固定座的两侧，所述轴承固定槽内装有主轴轴承，所述滚轮槽与轴承固定槽相通，所述主轴滚轮位于滚轮槽内；所述风电主轴的外圆面上设有环形的主滚道，所述主滚道与滚轮槽相匹配；所述主轴支架上设有主轴孔，所述风电主轴位于主轴孔内，所述主轴孔上设有支架固定槽，所述支架固定槽沿主轴孔的轴线环形阵列设置，所述轴承固定座安装在支架固定槽中。

通过采用上述技术方案，主轴滚轮卡在主滚道上限制主轴的轴向窜动，主轴滚轮实现风电主轴与主轴支架之间的之间的转动连接，无需使用超大直径的轴承，采用标准的小轴承，极大的降低了成本，还使安装方便，并且维护方便，只需要拆下轴承固定座更换小轴承或主轴滚轮即可。

优选的，所述支架固定槽为通槽，所述支架固定槽的深度大于轴承固定座的厚度；还包括固定座挡板，所述固定座挡板安装在主轴支架的两端，且固定座挡板位于支架固定槽的两端，所述支架固定槽为通槽，所述固定座挡板与轴承固定座之间通过螺栓连接。

通过采用上述技术方案，固定座挡板方便轴承固定座的安装，使安装方便快捷，并且固定座挡板用于限制风电主轴的轴向窜动。

优选的，还包括调节块，所述调节块上设有调节斜面，所述调节块位于支架固定槽内，且位于支架固定槽的底部与轴承固定座之间；及调节螺钉，所述调节螺钉安装在固定座挡板上，所述调节螺钉的端部压在调节块的一端；所述轴承固定座上设有滑动斜面，所述滑动斜面与调节斜面相匹配，所述调节斜面与滑动斜面滑动连接，所述调节螺钉用于推动调节块压紧轴承固定座。

通过采用上述技术方案，调节块用于调整主轴滚轮的位置，使主轴滚轮压紧在主滚道上，调节方便，节约调整时间。

优选的，所述主轴轴承为深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、推力球轴承、推力圆柱滚子轴承、推力圆锥滚子轴承中的任一一种或任一两种或任一两种以上。

优选的，所述主滚道与风电主轴是分体式，所述主滚道通过螺钉固定在风电主轴上。

通过采用上述技术方案，可以在安装风电主轴前将主滚道与主轴轴承组件调试好，后期直接将主滚道固定在风电主轴上即可，极大的简化了安装工序，使安装方便快捷，缩短高空作业时间，提高了安全性。

优选的，所述主轴支架设有两个，所述两个主轴支架平行设置。

通过采用上述技术方案，两个主轴支架能够有效提高稳定性。

优选的，所述桨叶轴承组件包括变桨轴，所述变桨轴固定在桨叶座的内圆面上，所述变桨轴的轴线与桨叶座的轴线垂直，所述变桨轴绕桨叶座的轴线环形阵列设置，且平行的设有上下两圈；变桨轴承，所述变桨轴承的内圈固定在变桨轴上；及变桨滚轮，所述变桨滚轮固定在变桨轴承的外圈上；所述桨叶座固定在轮毂上，所述桨叶座上转动装有变桨转盘，所述变桨转盘的外圆面上设有变桨滚道，所述变桨滚轮分别位于变桨滚道的两侧，所述变桨滚轮压紧在变桨滚道上，所述变桨转盘上装有桨叶。

通过采用上述技术方案，变桨滚轮将变桨转盘限制在桨叶座上转动，从而实现替换超大型轴承。

变桨滚道的两侧均设有轴承能够有效防止桨叶轴承窜动，并提供了轴向的承载能力，从而有效保证轴承的使用寿命。

优选的，所述变桨滚轮为锥形滚轮，所述变桨滚道的横截面为等腰三角形，所述变桨滚道与变桨滚轮相匹配。

通过采用上述技术方案，锥形滚轮能够提高定位精度，有效保证桨叶绕桨叶座的轴线转动，防止发现径向位移。

优选的，所述变桨轴承为深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承中的任一一种或任一两种或任一两种以上。

优选的，所述变桨转盘上分别设有上轴承安装孔和下轴承安装孔，所述上轴承安装孔穿过变桨滚道，所述下轴承安装孔穿过变桨滚道；还包括变桨上拆装滚道和变桨下拆装滚道；所述变桨上拆装滚道安装在上轴承安装孔中，所述变桨上拆装滚道与变桨滚道形成完整的变桨滚道；所述变桨下拆装滚道安装在下轴承安装孔上，所述变桨下拆装滚道与变桨滚道形成完整的变桨滚道。

通过采用上述技术方案，上轴承安装孔和下轴承安装孔方便将变桨滚轮安装到变桨转盘与桨叶座之间。

优选的，所述机架轴承组件包括机架轴，所述机架轴固定在机架座的内圆面上，所述机架轴的轴线与机架座的轴线垂直，所述机架轴绕机架座的轴线环形阵列设置，且设有上下两圈平行的机架轴；机架轴承，所述机架轴承的内圈固定在机架轴上；及机架滚轮，所述机架滚轮固定在机架轴承的外圈上；所述机架座固定在塔筒的顶部，所述机架座上转动装有机架转盘，所述机架转盘的外圆面上设有机架滚道，所述机架滚轮分别位于机架滚道的两侧，所述机架滚轮压紧在机架滚道上。

优选的，所述机架滚轮为锥形滚轮，所述机架滚道的横截面为等腰三角形，所述机架滚道与机架滚轮相匹配。

优选的，所述机架转盘上分别设有上机架轴承安装孔和下机架轴承安装孔，

所述上机架轴承安装孔穿过机架滚道，所述下机架轴承安装孔穿过机架滚道；还包括机架上拆装滚道和机架下拆装滚道；所述机架上拆装滚道安装在上机架轴承安装孔中，所述机架上拆装滚道与机架滚道形成完整的机架滚道；所述机架下拆装滚道安装在下机架轴承安装孔上，所述机架下拆装滚道与机架滚道形成完整的机架滚道。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的风电转动连接装置成本低、结构稳定可靠、加工、安装方便、使用寿命长，维护时，只需要更换损坏的轴承即可，由于采用的轴承均为标准产品，价格便宜，使用寿命长，并且维护时在机舱内拆装轴承即可，更换轴承简单、方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是主轴轴承组件绕风电主轴的轴线环形阵列的结构示意图，隐藏部分固定座挡板；

图3是主轴轴承组件的爆炸结构示意图；

图4是主轴轴承组件、主滚道、固定座挡板和调节块的装配结构示意图；

图5是主轴支架的结构示意图；

图6是风电主轴和主滚道的装配结构示意；

图7是桨叶轴承组件在轮毂上的装配结构示意图；

图8是沿图7中b-b线的剖面结构示意图；

图9是变桨轴承和变桨滚轮安装在变桨转盘上的结构示意图；

图10是图9的剖面结构示意图；

图11是桨叶座的结构示意图；

图12是机架轴承组件安装在机架座上的结构示意；

图13是机架轴承组件与机架转盘和机架座装配的剖面结构示意图；

图14是机架转盘的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，主轴轴承组件、桨叶轴承组件和机架轴承组件分别形成一个大直径的轴承，用于替代进口的大直径轴承，有效降低了成本，同时安装、维护方便。

如图1至图6所示，风电转动连接装置，包括主轴轴承组件，主轴轴承组件绕风电主轴12的轴线环形阵列设置，主轴轴承组件安装在风电主轴12与主轴支架11之间；桨叶轴承组件，桨叶轴承组件绕桨叶座31的轴线环形阵列设置，桨叶轴承组件安装在桨叶座31与变桨转盘32之间；机架轴承组件，机架轴承组件绕机架转盘45的轴线环形阵列设置，机架轴承组件位于机架转盘45与机架座41之间。

主轴支架11固定在主机架台14上。

具体的，主轴轴承组件包括主轴滚轮23，主轴滚轮23上设有环形的滚动槽231，主轴滚轮23绕风电主轴12的轴线环形阵列设置；主动轴232，主动轴232固定在主轴滚轮23的两端，且主动轴232与主轴滚轮23同轴线；主轴轴承24，主轴轴承24的内圈固定在主动轴232上，且位于主轴滚轮23的两侧；及轴承固定座22，轴承固定座22上设有滚轮槽221和轴承固定槽222，轴承固定槽222位于轴承固定座22的两侧，轴承固定槽222内装有主轴轴承24，滚轮槽221与轴承固定槽222相通，主轴滚轮23位于滚轮槽221内；风电主轴12的外圆面上设有环形的主滚道21，主滚道21与滚轮槽221相匹配；主轴支架11上设有主轴孔112，风电主轴12位于主轴孔112内，主轴孔112上设有支架固定槽111，支架固定槽111沿主轴孔112的轴线环形阵列设置，轴承固定座22安装在支架固定槽111中。

主轴滚轮23卡在主滚道21上限制风电主轴12的轴向窜动，主轴滚轮23实现风电主轴12与主轴支架11之间的之间的转动连接，无需使用超大直径的轴承，采用标准的小轴承，极大的降低了成本，还使安装方便，并且维护方便，只需要拆下轴承固定座22更换小轴承或主轴滚轮23即可。

支架固定槽111为通槽，支架固定槽111的深度大于轴承固定座22的厚度；还包括固定座挡板25，固定座挡板25安装在主轴支架11的两端，且固定座挡板25位于支架固定槽111的两端，支架固定槽111为通槽，固定座挡板25与轴承固定座22之间通过螺栓连接。

固定座挡板25为扇环形，绕主轴孔112环形阵列设置。固定座挡板25方便轴承固定座22的安装，使安装方便快捷，并且固定座挡板25用于限制风电主轴12的轴向窜动。

还包括调节块26，调节块26上设有调节斜面223，调节块26位于支架固定槽111内，且位于支架固定槽111的底部与轴承固定座22之间；及调节螺钉27，调节螺钉27安装在固定座挡板25上，调节螺钉27的端部压在调节块26的一端；轴承固定座22上设有滑动斜面，滑动斜面与调节斜面223相匹配，调节斜面223与滑动斜面滑动连接，调节螺钉27用于推动调节块26压紧轴承固定座22。

调节块26用于调整主轴滚轮23的位置，使主轴滚轮23压紧在主滚道21上，调节方便，节约调整时间。

主轴轴承24为深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、推力球轴承、推力圆柱滚子轴承、推力圆锥滚子轴承中的任一一种或任一两种或任一两种以上。深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承均能同时承受轴向和径向的力，符合轴承的使用需求。进一步，选择调心滚子轴承，能承受较大的轴线和径向载荷，适用重载。

如图6所示，主滚道21与风电主轴12是分体式，主滚道21通过螺钉固定在风电主轴12上。可以在安装风电主轴12前将主滚道21与主轴轴承组件调试好，后期直接将主滚道21固定在风电主轴12上即可，极大的简化了安装工序，使安装方便快捷，缩短高空作业时间，提高了安全性。

主轴支架11设有两个，两个主轴支架11平行设置。两个主轴支架11能够有效提高稳定性。

如图7至图11所示，桨叶轴承组件包括变桨轴33，变桨轴33固定在桨叶座31的内圆面上，变桨轴33的轴线与桨叶座31的轴线垂直，变桨轴33绕桨叶座31的轴线环形阵列设置，且平行的设有上下两圈；变桨轴承35，变桨轴承35的内圈固定在变桨轴33上；及变桨滚轮34，变桨滚轮34固定在变桨轴承35的外圈上；桨叶座31固定在轮毂13上，桨叶座31上转动装有变桨转盘32，变桨转盘32的外圆面上设有变桨滚道321，变桨滚轮34分别位于变桨滚道321的两侧，变桨滚轮34压紧在变桨滚道321上，所述变桨转盘32上装有桨叶。

变桨滚轮34将变桨转盘32限制在桨叶座31上转动，从而实现替换超大型轴承。

变桨滚道321的两侧均设有变桨滚轮34能够有效防止变桨轴承35窜动，并提供了轴向的承载能力，从而有效保证轴承的使用寿命。

变桨滚轮34为锥形滚轮，变桨滚道321的横截面为等腰三角形，变桨滚道321与变桨滚轮34相匹配。

锥形滚轮能够提高定位精度，有效保证桨叶绕桨叶座31的轴线转动，防止发现径向位移。

变桨轴承35为深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承中的任一一种或任一两种或任一两种以上。深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承均能同时承受轴向和径向的力，符合轴承的使用需求。

进一步，选择调心滚子轴承，能承受较大的轴线和径向载荷，适用重载。

变桨转盘32上分别设有上轴承安装孔和下轴承安装孔，上轴承安装孔穿过变桨滚道321的一侧，下轴承安装孔穿过变桨滚道321的另一侧；还包括变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37；变桨上拆装滚道36安装在上轴承安装孔中，变桨上拆装滚道36与变桨滚道321形成完整的变桨滚道321；变桨下拆装滚道37安装在下轴承安装孔上，变桨下拆装滚道37与变桨滚道321形成完整的变桨滚道321。

上轴承安装孔穿过变桨滚道321的一侧以及下轴承安装孔穿过变桨滚道321的另一侧，减少对滚道的隔断，提高滚道和轴承的使用寿命。

变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37交错设置，交错设置能够减小变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37的受力，避免变桨滚道321完全中断，从而有效防止变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37脱落。

上轴承安装孔和下轴承安装孔方便将变桨滚轮34安装到变桨转盘32与桨叶座31之间。安装或更换桨叶轴承组件时，拆下变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37，转动变桨转盘32，使变桨轴33对准上轴承安装孔和下轴承安装孔，然后装入桨叶轴承组件，转好后转动变桨转盘，使上轴承安装孔和下轴承安装孔对准另一个变桨轴33，然后继续安装桨叶轴承组件，桨叶轴承组件安装完成后，装好变桨上拆装滚道36和变桨下拆装滚道37。

维护时，只需要更换损坏的轴承即可，由于采用的轴承均为标准产品，价格便宜，使用寿命长，并且维护时在机舱内拆装轴承即可，更换轴承简单、方便。

如图12至图14所示，机架轴承组件包括机架轴42，机架轴42固定在机架座41的内圆面上，机架轴42的轴线与机架座41的轴线垂直，机架轴42绕机架座41的轴线环形阵列设置，且平行设有上下两圈；机架轴承43，机架轴承43的内圈固定在机架轴42上；及机架滚轮44，机架滚轮44固定在机架轴承43的外圈上；机架座41固定在塔筒15的顶部，机架座41上转动装有机架转盘45，机架转盘45的外圆面上设有机架滚道451，机架滚轮44分别位于机架滚道451的两侧，机架滚轮44压紧在机架滚道451上，机架转盘45固定在主机架台14的底部。

机架滚轮44为锥形滚轮，机架滚道451的横截面为等腰三角形，机架滚道451与机架滚轮44相匹配。

机架转盘45上分别设有上机架轴承安装孔和下机架轴承安装孔，上机架轴承安装孔穿过机架滚道451的一侧，下机架轴承安装孔穿过机架滚道451的另一侧，且上机架轴承安装孔与下机架轴承安装孔交错设置；还包括机架上拆装滚道46和机架下拆装滚道47；机架上拆装滚道46安装在上机架轴承安装孔中，机架上拆装滚道46与机架滚道451形成完整的机架滚道451；机架下拆装滚道47安装在下机架轴承安装孔上，机架下拆装滚道47与机架滚道451形成完整的机架滚道451。

机架轴承43为深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承中的任一一种或任一两种或任一两种以上。深沟球轴承、调心球轴承、角接触轴承、调心滚子轴承、双列圆锥滚子轴承均能同时承受轴向和径向的力，符合轴承的使用需求。也可以采用分别与圆柱滚子轴承混合使用，从而有效保证轴向和径向的承载能力。

进一步，选择调心滚子轴承，能承受较大的轴线和径向载荷，适用重载。

维护时，只需要更换损坏的轴承即可，由于采用的轴承均为标准产品，价格便宜，使用寿命长，并且维护时在机舱内拆装轴承即可，更换轴承简单、方便。