一种风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位方式的制作方法

本发明专利涉及一种风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位方式，属于风力发电技术领域。

背景技术：

主轴是现代风力发电机组的核心部件，主轴承除了起到了支撑主轴作用的同时，还要承受由主轴传递的各种载荷。在推力载荷及附加弯矩载荷的作用下，主轴承不能够发生轴向的移动，否则就会降低主轴承的使用寿命，影响整个机组的运行。传统的主轴承的轴向定位方式主要有轴端挡板，紧定套和弹性挡圈等的方式。这些方法一般对主轴的转速，需要承受的推力和附加弯矩载荷的量级以及主轴承的位置有特殊要求。传统的主轴承定位方法对于现代大型水平轴风力发电机组来说可能会带来主轴强度减弱，失效概率大或安装方法复杂及不易维护等问题。因此，需要一种承载能力强，安装方式简单且通用性好的新方法来保证主轴承的轴向定位效果。

cn103210215a公开了一种风力发电机组使用的传动系，其中主轴承的定位方法主要利用了轴肩和轴端的法兰面。这种定位方式不具有通用性，对主轴承的位置有特殊的要求，且不利于安装和维护。

cn104632880b公开了一种风力发电机组使用的轴承装置，其中轴向定位的功能由两对角自对准接触轴承完成，这种定位方法具有局限性，且对轴承本身的要求很高。

cn203962303u公开了一种主轴承轴向定位装置，第一对轴承的轴向定位主要利用了轴肩，第二对轴承则利用了锁紧螺母与主轴上的螺纹进行配合，实现轴向定位。第二种定位方法对锁紧螺母本身的锁紧能力和锁紧螺母与主轴上配合螺纹的加工精度要求很高。

技术实现要素：

风力发电机组需要一种新的主轴承的轴向预紧和定位方法，预紧和定位方法涉及的装置通用性强，便于安装及维护，且在保证定位效果的前提下，对主轴本身强度的降低。

风力发电机组的主轴承的轴向预紧和定位方式采用的技术方案是：

实现风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位的装置包括定位挡环、定位套、紧定螺钉和预紧环。定位挡环抵靠在主轴的下凹轴肩上，形成反向轴肩定位结构。定位挡环是剖分式结构，剖分式结构可以通过螺栓联接等机械方式连接或箍紧。

定位挡环处于下凹轴肩与定位套之间，定位挡环可以部分嵌入定位套中，且与定位套形成平面或曲面等面接触。定位套可以是整体式结构，也可以是剖分式结构。当采用剖分式结构时，需要配有机械联接方式。定位套开设有若干个螺纹孔，紧定螺钉在定位套的螺纹孔中旋合，直接或使用销柱间接顶住预紧环或轴承内圈或外圈，实现轴承的轴向预紧和定位。

预紧环位于主轴承与定位套之间，预紧环与主轴承形成直接面接触，预紧环可以是整体式结构，也可以是剖分式结构。定位套与预紧环之间设置有适当的间隙，以调整定位套在轴向的位置，旋转螺钉预紧时，可以直接或使用销柱间接穿过间隙顶住预紧环。

本发明的有益效果是：本发明为水平轴风力发电机组提供了一种主轴承的轴向预紧和定位方法。该方法涉及的装置结构简单，通用性强，克服了特定轴承定位需要特殊尺寸的定位装置的缺点，便于安装和维护，在保证定位效果的前提下对主轴本身强度几乎没有削减。

附图说明

图1为风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位方法示意图

附图说明：1-定位挡环，2-定位套，3-紧定螺栓，4-预紧环，5-主轴承，6-轴肩，7-主轴

值得注意的是上述附图是用于说明本发明的特征，并非旨在展示任何实际结构或反映各种部件的尺寸，相对比例等等细节信息。为了更清楚的展示本发明的原理，并且为了避免不必要的细节使本发明的原理变得模糊，各图中示例已经经过简化处理。这些图示对于相关领域的技术人员在理解本发明时不会带来不便，而实际的主轴系统可以包括更多的部件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例的相关附图，对本发明实施例进行完整的描述。本专利描述的实施例是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，实现风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位的装置包括定位挡环（1）、定位套（2）、紧定螺钉（3）和预紧环（4）。定位挡环（1）抵靠在主轴（7）的下凹轴肩（6）上，形成反向轴肩定位结构。下凹轴肩可以由主轴上加工出的环形槽形成。定位挡环（1）是剖分式结构，剖分式结构可以通过螺栓联接等机械方式连接或箍紧。

定位挡环（1）处于下凹轴肩（6）与定位套（2）之间。定位挡环（1）可以部分嵌入定位套（2）中，且与定位套（2）形成平面或曲面等面接触。定位套（2）可以是整体式结构，也可以是剖分式结构，当采用剖分式结构时，需要配有机械联接。由于定位挡环（1）处于下凹轴肩位置，定位套（2）的直径大于定位挡环（1）的直径，在传导主轴承（5）传来的推力及附加弯矩载荷时，会在定位挡环（1）处形成一个指向主轴（7）转动轴的载荷分量，原始载荷值越大，则对定位挡环（1）产生的紧定效果越明显，定位挡环（1）在下凹轴肩的定位效果越好。

预紧环（4）位于主轴承（5）与定位套（2）之间，预紧环（4）与主轴承（5）形成直接面接触。定位套（2）开设有若干个螺纹孔，紧定螺钉（3）在定位套（2）的螺纹孔中旋合，直接或使用销柱间接顶住预紧环（4）或轴承内圈或外圈，实现轴承的轴向预紧和定位。

定位套（2）与预紧环（4）之间设置有适当的间隙，间隙的大小及定位套（2）在轴向的位置可以根据主轴承（5）与下凹轴肩（6）的位置进行任意调节。旋转紧定螺钉（3）进行预紧时，可以直接或使用销柱间接穿过间隙顶住预紧环（4）。

在安装主轴承的轴向定位装置时，先安装预紧环（4），再安装定位套（2）。由于这时定位套（2）中的紧定螺钉（3）没有旋紧，可以调整定位套（2）的位置使得主轴（7）上的下凹轴肩（6）完全让出。这样，定位挡环（1）可以顺利抵靠在下凹轴肩（6）上。最后可以通过旋转紧定螺钉（3）来调整定位套（2）与预紧环（4）之间的间隙，实现定位挡环（1）与定位套（2）的接触，达到传递载荷的作用。

技术特征：

1.实现风力发电机组主轴承的轴向预紧和定位的装置包括定位挡环（1）、定位套（2）、紧定螺钉（3）和预紧环（4）；定位挡环（1）抵靠在主轴（7）的下凹轴肩（6）上，形成反向轴肩定位结构；定位挡环（1）是剖分式结构，剖分式结构通过螺栓联接等机械方式连接或箍紧。

2.根据权利要求1的描述，定位挡环（1）处于下凹轴肩（5）与定位套（2）之间，定位挡环（1）可以部分嵌入定位套（2）中，且与定位套（2）形成平面或曲面等面接触，定位套（2）可以是整体式结构，也可以是剖分式结构，当采用剖分式结构时，带有机械联接。

3.根据权利要求2的描述，定位套（2）开设若干个螺纹孔，紧定螺钉（3）在定位套（2）的螺纹孔中旋合，直接或通过柱销间接顶住预紧环（3）或轴承内圈或外圈，实现轴承的轴向预紧和定位。

4.根据权利要求3的描述，定位套（2）与预紧环（4）之间设置有适当的间隙，以调整定位套（2）在轴向的位置，旋转螺钉（3）预紧时，可以直接或通过柱销间接穿过间隙顶住预紧环（4）。

5.根据权利要求4的描述，预紧环（4）位于主轴承（5）与定位套（2）之间，预紧环（4）与主轴承（5）形成直接面接触，预紧环（4）可以是整体式结构，也可以是剖分式结构，当采用剖分式结构时，需要带有机械联接。

技术总结
本发明公开了一种风力发电机组主轴承的轴向定位方式。实现预紧和定位的装置包括定位挡环、定位套、紧定螺钉和预紧环，定位挡环位于下凹轴肩与定位套之间，定位挡环抵靠在主轴的下凹轴肩上，形成反向轴肩定位结构，同时与定位套形成面接触。预紧环位于主轴承与定位套之间，预紧环与主轴承内圈端面接触。定位套中预留有螺纹孔，旋合在定位套中的紧定螺钉直接或间接作用于预紧环，形成主轴承的轴向定位。通过旋转紧定螺钉可以调整定位套与预紧环之间的间隙，即定位套在主轴上的位置，进而实现主轴承的预紧。本发明提供的主轴承的轴向预紧和定位方式涉及的装置通用性强，便于安装和维护，在保证轴承轴向定位效果的同时对主轴强度几乎没有削减。

技术研发人员：崔逸南;崔新维
受保护的技术使用者：北京三力新能科技有限公司
技术研发日：2020.06.10
技术公布日：2020.08.11