与风力涡轮机使用的偏航轴承组件和利用其制动的方法

专利名称：与风力涡轮机使用的偏航轴承组件和利用其制动的方法
与风力涡轮机使用的偏航轴承组件和利用其制动的方法技术领域
本文所述的实施例一般地涉及偏航轴承组件，并且更特别地，涉及与风力涡轮机 一起使用的偏航轴承组件。
背景技术：
已知的风力涡轮机包括偏航轴承组件，以使外罩(nacelle)组件相对于塔架而旋 转。至少某些已知的偏航轴承组件包括滚珠轴承，其使得外罩组件能够在塔架上旋转。至 少某些已知的滚珠轴承组件需要被不断地激励的偏航马达和制动系统，以保持外罩组件的 偏航方向。此外，同其它轴承相比，滚珠轴承是相对昂贵的。
至少某些其它已知的风力涡轮机包括偏航轴承组件，其包括滑动轴承。至少一种 已知的风力涡轮机具有滑动轴承组件，该轴承组件包括围绕环形齿轮而联接在一起的主动 制动模块和被动制动模块。滑动轨道定位在外罩组件的框架和环形齿轮之间。主动制动组 件包括摩擦垫，其与环形齿轮上的摩擦垫相接触。虽然这种制动组件利于保持外罩组件的 偏航方向，但偏航马达使用能量来克服空气动力学负载以及摩擦垫之间的摩擦力的组合效 应。至少某些已知的制动组件包括多个滑动轨道，其可能使更换和/或检修制动组件中的 摩擦垫变得困难。此外，至少某些已知的风力涡轮机包括偏航轴承组件和单独的偏航制动 系统，其增加了风力涡轮机的复杂性。
因此，需要一种偏航轴承组件，其包括具有如下构件的滑动轴承，该构件不需要偏 航马达使用能量来克服两个摩擦面之间的作用力，并且/或者在正常操作期间，其施加额 外的摩擦力，以抵抗风力涡轮机的偏航负载。此外，还需要集成的偏航轴承和制动系统。发明内容
在一个方面，提供了一种偏航轴承组件。该偏航轴承组件包括具有第一滑动面和 第二滑动面的第一构件，以及相对于第一构件并邻近第一滑动面和第二滑动面的至少其中 一个滑动面而联接的制动组件。制动组件包括活塞、联接在活塞上的滑动垫以及联接在活 塞上用于使滑动垫相对于第一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而移动的激励装置。
在另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架、具有底座的外罩组 件、以及操作地将外罩组件联接到塔架上的偏航轴承组件。偏航轴承组件配置成使外罩组 件相对于塔架而旋转。偏航轴承组件包括具有第一滑动面和第二滑动面的第一构件，以及 相对于第一构件并邻近第一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而联接的制动组 件。制动组件包括活塞、联接在活塞上的滑动垫以及联接在活塞上用于使滑动垫相对于第 一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而移动的激励装置。
在又一方面，提供了一种用于制动风力涡轮机的方法。风力涡轮机包括偏航轴承 组件，其联接在外罩和风力涡轮机的塔架上。该偏航轴承组件包括具有第一滑动面和第二 滑动面的第一构件，以及相对于第一构件并邻近第一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而联接的制动组件。制动组件包括活塞、联接在活塞上的滑动垫和联接在活塞上的 激励装置。该方法包括利用偏航轴承组件使外罩相对于塔架而旋转，并使滑动垫朝着第一 滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而移动，从而将制动力应用于第一滑动面和第 二滑动面的其中一个滑动面上。
本文所述的实施例包括具有滑动垫的制动组件，滑动垫作用在滑动面上，以利于 保持外罩组件的偏航位置。因此，同包括摩擦垫和/或摩擦面的制动组件相比，本文所述的 实施例需要较少的作用力来改变外罩组件的偏航方向。


图1-18显示了本文所述组件和方法的示范性实施例。
图1是示范性风力涡轮机的侧视图。
图2是可与图1中所示的风力涡轮机一起使用的示范性外罩组件的示意性的横截 面图。
图3是可与图2中所示的外罩组件一起使用的轴承环的透视图。
图4是可与图2中所示的外罩组件一起使用的示范性偏航轴承组件的示意性的横 截面图。
图5是图4中所示的偏航轴承组件的示意性的底视图。
图6是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第一备选的示范性偏航轴承组件的 示意性的横截面图。
图7是图6中所示的偏航轴承组件的示意性的底视图。
图8是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第二备选的示范性偏航轴承组件的 示意性的横截面图。
图9是图8中所示的偏航轴承组件的示意性的侧视图。
图10是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第三备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图11是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第四备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图12是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第五备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图13是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第六备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图14是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第七备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图15是图14中所示的偏航轴承组件的示意性的横截面图。
图16是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第八备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图17是可与图2中所示的外罩组件一起使用的第九备选的示范性偏航轴承组件 的示意性的横截面图。
图18是可与图3-17中所示的任一实施例一起使用的示范性方法的流程图。
具体实施方式
本文所述的实施例包括具有制动组件的偏航轴承组件，该制动组件利于保持外罩 相对于塔架的偏航位置。制动组件包括激励装置，其将预加载力应用于环形齿轮上，以利于 保持外罩的偏航位置。更具体地说，通过调整制动组件的滑动垫相对于环形齿轮的滑动面 的位置可调整预加载力。此外，本文所述的实施例使用滑动轴承而非滚珠轴承，以促进外罩 相对于塔架的旋转。此外，本文描述了一种分段环，其可与本文所述的任何轴承环和/或支 撑环一起使用。
本文所述的偏航轴承组件包括制动组件，该制动组件配置成具有一个或多个以下 负载路径(1)马达(电信号至旋转运动)至主轴(旋转运动至线性运动)、至杠杆(线性 运动至旋转运动)、至主轴(旋转运动至线性运动)、至使滑动垫线性移动的活塞；( 缸体 (压力至线性运动)至杠杆(线性运动至旋转运动)、至主轴(旋转运动至线性运动)、至使 滑动垫线性移动的活塞；C3)缸体(压力至线性运动)至杠杆(线性运动至旋转运动)、至 使滑动垫线性移动的活塞；(4)缸体(压力至线性运动)至使滑动垫线性移动的活塞；(5) 例如弹簧(压力至线性运动)等机构至使滑动垫线性移动的活塞。
此外，本文所述的实施例可与任何合适的风力涡轮机和/或外罩组件一起使用， 而非局限于与本文所述的风力涡轮机和外罩组件一起使用。
图1是示范性风力涡轮机10的透视图。在该示范性实施例中，风力涡轮机10是 一种近水平轴线的风力涡轮机，然而，风力涡轮机10可具有任何合适的倾角。备选地，风力 涡轮机10可以是竖轴风力涡轮机。在该示范性实施例中，风力涡轮机10包括从支撑面14 延伸出来塔架12、安装在塔架12上的外罩组件16以及联接在外罩组件16上的转子18。转 子18包括可旋转的轮毂20和联接在轮毂20上并从轮毂向外延伸的至少一个叶片22。在 该示范性实施例中，转子18具有三个叶片22。在一个备选实施例中，转子18包括任何合适 数量的叶片22。在该示范性实施例中，塔架12由管状钢制成，从而在支撑面14和外罩组件 16之间限定了空腔(图1中未显示)。在一个备选实施例中，塔架12是任意合适类型的塔 架。塔架12的高度可基于本领域中已知的因素和条件进行选择。
叶片22围绕轮毂20间隔开，以利于旋转的转子18能够将来自风的动能转换成可 使用的机械能，且之后转换成电能。在多个负载传递区域26处，通过将叶根部分M联接到 轮毂20上使叶片22匹配到轮毂20上。负载传递区域沈具有轮毂负载传递区域和叶片负 载传递区域(图1中未显示)。对叶片22引起的负载通过负载传递区域沈而传递至轮毂 20。
在示范性实施例中，叶片22具有在大约15米(m)至大约91m范围内的长度。备 选地，叶片22可具有使风力涡轮机10能够如本文所述起作用的任意长度。例如，叶片长 度的其它非限制性的示例包括IOm或更少、20m和37m。当风从方向观撞击叶片22时，转 子18围绕旋转轴线30而旋转。当叶片22旋转并受到离心力作用时，叶片22还受到各种 作用力和力矩的作用。因此，叶片22可能从中性的或非偏转的位置偏转和/或旋转至偏转 位置。此外，可通过桨距调整系统32来改变叶片22的桨距角，即，确定叶片22相对于风向 28的投影的角度，从而通过调整至少一个叶片22相对于风力矢量的剖面的角度位置而控 制由风力涡轮机10产生的功率。图1中显示了用于叶片22的变桨轴线34。在示范性实施例中，各个叶片22的桨距单独地由控制系统36进行控制。备选地，所有叶片的叶片桨距可 同时由控制系统36进行控制。此外，在示范性实施例中，随着方向观变化，可控制外罩组 件16关于偏航轴线38的偏航方向，从而使叶片22相对于方向观定位。
在示范性实施例中，控制系统36显示为集中在外罩组件16内，然而控制系统36 可以是遍及风力涡轮机10、支撑面14上、风电场中和/或远程控制中心处的分布式系统。 控制系统36包括处理器40，该处理器40配置成执行本文所述的方法和/或步骤。此外，本 文所述的许多其它构件都包括处理器。如本文所用术语“处理器”并不局限于本领域中被称 为计算机的那些集成电路，而是广泛地指控制器、微型控制器、微型计算机、可编程逻辑控 制器(PLC)、专用集成电路以及其它可编程电路，并且这些术语在本文是可互换使用的。应 该懂得，处理器40和/或控制系统36还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
在本文所述的实施例中，存储器可包括，但不局限于计算机可读介质，例如随机存 取存储器(RAM)，和计算机可读非易失性介质，例如闪式存储器。备选地，还可使用软盘、光 盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、和/或数字化通用光盘(DVD)。另外，在本文所述 的实施例中，输入通道可包括，但不局限于传感器和/或与操作接口相关联的计算机外围 设备，例如鼠标和键盘。此外，在示范性实施例中，输出通道可包括，但不局限于控制装置、 操作接口监视器和/或显示器。
本文所述的处理器处理从多个电气装置和电子装置发出的信息，这些电气装置和 电子装置可包括，但不局限于传感器、促动器、压缩机、控制系统和/或监视装置。此类处理 器可物理地定位在例如控制系统、传感器、监视装置、台式计算机、膝上型计算机、PLC柜和 /或分布式控制系统(DCQ柜中。RAM和存储装置储存并传送待由处理器执行的信息和指 令。RAM和存储装置还可用于在处理器执行指令期间为处理器储存和提供临时变量、静态 (即非变化的)信息和指令、或其它中间信息。被执行的指令可包括，但不局限于风力涡轮 机控制命令。指令序列的执行并不局限于任何特定的硬件电路和软件指令的组合。
图2是可与风力涡轮机10(图1中所示)一起使用的示范性外罩组件16的示意 性的横截面图。图2中用虚线指示了额外的或备选构件。
外罩组件16包括外罩壳体52，其联接在发电机M、齿轮箱56和底座58的周围。 发电机M和齿轮箱56被支撑在底座58上。低速轴60在齿轮箱56和轮毂20之间延伸， 并由主轴承62支撑在底座58上。高速轴64在齿轮箱56和发电机M之间延伸。在风力 涡轮机10运行期间，风力使叶片22旋转，其使轮毂20和低速轴60旋转。通过齿轮箱56， 低速轴60使高速轴64旋转以驱动发电机54，从而产生功率。在示范性实施例中，高速轴 64以比低速轴60旋转所处的rpm更高的每分钟转数(rpm)旋转。备选地，风力涡轮机10 不包括齿轮箱56。
至少一个偏航马达66联接在底座58上，用于控制外罩组件16的偏航方向。在示 范性实施例中，控制系统36与偏航马达66成通信联接，例如成操作控制通信联接，从而促 进外罩组件16、轮毂20和/或叶片22与控制系统36和/或风力涡轮机10的操作员所确 定的偏航方向对准。如本文所用，术语“操作控制通信”指位于风力涡轮机10的两个或多 个构件之间的链路，例如导线、电线和/或数据链路，其使信号、电流和/或命令能够在两个 或多个构件之间传递。链路配置成使一个构件能够利用传递的信号、电流和/或命令而控 制风力涡轮机10的另一构件的操作。各个偏航马达66均包括联接在轴70上的小齿轮68，使得偏航马达66驱动轴70以使小齿轮68旋转。
在示范性实施例中，外罩组件16还包括偏航轴承组件72，其在底座58上操作地将 外罩组件16联接到塔架12上。更具体地说，偏航轴承组件72包括环形齿轮74和支撑环 76。在示范性实施例中，环形齿轮74联接在塔架12上，并且支撑环76联接在底座58上。 或者，环形齿轮74联接在底座58上，而支撑环76联接在塔架12上。在示范性实施例中， 环形齿轮74包括齿78，其与小齿轮68相接合，以使底座58相对于塔架12旋转。
支撑环76包括与环形齿轮74相接触的至少一个制动组件80。更具体地说，制动 组件80与环形齿轮74的滑动面82相接触。在示范性实施例中，各个制动组件80包括联 接在它上面的滑动垫84和配置成使制动组件80的滑动垫84相对于环形齿轮74，例如朝向 和远离环形齿轮而移动的激励装置86。在一个实施例中，激励装置86配置成将预加载力 应用于环形齿轮74上。控制系统36与制动组件80和/或激励装置86成联接通信，例如 成操作控制通信联接，用于控制制动组件80和/或激励装置86的操作。当在偏航轴承组 件72中包括不止一个制动组件80时，制动组件80如图2中所示周向围绕支撑环76而间 隔开。
为了控制外罩组件16的偏航，激励偏航马达66以使外罩组件16围绕偏航轴线38 而旋转，从而使转子18相对于方向观而定位。一旦外罩组件16处于所需的偏航位置，就 激励制动组件80，以保持外罩组件16的偏航位置。
图3是环90的透视图，其可与外罩组件16 (图2中所示)一起用作环形齿轮74和 /或支撑环76。在示范性实施例中，环90包括多个分段92其周向联接在塔架12(图2中 所示)和/或底座58(图2中所示)周围。更具体地说，销94定位在各个分段92之间，从 而将分段92联接在一起以形成环90。各个分段包括限定在其端面98中的销通道96，用于 将销94保持在分段92之间。当将两个分段92在端面98处紧贴在一起时，相邻的销通道 96限定了可供销94插入的销开口。分段92和/或销94构造成利于保持和/或更换垫块， 例如联接在滑动面上的滑动垫，和/或齿轮，例如环形齿轮74(图2中所示)上的齿78 (图 2中所示)。虽然环90描述为具有围绕环90的外表面而限定的齿78，但是环90可备选地 或额外地包括沿着环90的内表面而限定的齿78。
图4是示范性偏航轴承组件100的示意性的横截面图，其可与外罩组件16(图2 中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图5是偏航轴承组件100的示意性的 底视图。图1，2，4和5中所示的构件进行类似编号。
在示范性实施例中，偏航轴承组件100包括联接在塔架12上的环形齿轮102和联 接在底座58上的支撑环104。环形齿轮102包括基本竖直对准的齿面106、基本水平对准的 下面108以及具有基本水平的部分112和锥形部分114的上面110。基本竖直对准的内表 面116在上面110和下面108之间延伸。齿面106包括构造成与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。下面108包括第一滑动面或下滑动面118，并且上面110的锥形部分 114包括第二滑动面或上滑动面120。
支撑环104包括联接在底座58上的上侧部分122和联接在上侧部分122上的下 侧部分124。上侧部分122和下侧部分124限定了凹槽126，其形状与环形齿轮102的形状 相对应。更具体地说，在示范性实施例中，上侧部分122包括与上面110的锥形部分114相 对应的带角度的下面128，并且下侧部分IM包括基本水平对准的上面130，其与环形齿轮102的下面108相对应。下面1 定位在上滑动面120附近，并且上面130定位在下滑动 面118附近。上滑动垫132联接在支撑环104的下面1 上，邻近环形齿轮102的上滑动 面120。在示范性实施例中，上滑动垫132周向围绕下面1 而延伸，并且与上滑动面120 相接触。上滑动垫132可分段以利于维护和/或修理。备选地，上滑动垫132包括周向围 绕下面1 而间隔开的多个垫块。
在示范性实施例中，制动组件134联接在支撑环104的下侧部分IM上，并且至少 部分地穿过上面130延伸。制动组件134包括至少一个杠杆臂136、联接在杠杆臂136上的 卡钳138、联接在卡钳138上的活塞140、联接在活塞140上的靴状物142、以及联接在靴状 物142上的下滑动垫144。活塞140和/或靴状物142带有螺纹，以便将旋转运动转换成 下滑动垫144的线性运动。备选地，制动组件134不包括靴状物142，并且滑动垫144联接 在活塞140上。此外，应该懂得卡钳138可包括任何合适数量的联接在它上面的活塞140。 在示范性实施例中，杠杆臂136各配置成相对于卡钳138而旋转。至少活塞140和/或靴 状物142的一部分定位在通过支撑环104的下侧部分IM而限定的开口 146中。下滑动垫 144定位成超出上面130延伸，以与下滑动面118相接触。在示范性实施例中，上滑动垫132 和下滑动垫144由任何合适的材料形成，其使支撑环104能够相对于环形齿轮102而旋转。 更具体地说，用于上滑动垫132和下滑动垫144的材料和/或用于上滑动面120和/或下 滑动面118的材料选择成使偏航轴承组件100能够如本文所述起作用。在一个特殊的实施 例中，上滑动面120和下滑动面118是钢，而上滑动垫132和下滑动垫144是传统的滑动材 料。
激励装置148操作地联接在杠杆臂136上，用于控制活塞140相对于下滑动面 118，例如朝向和远离下滑动面118的运动。在示范性实施例中，下滑动垫144与下滑动面 118相接触。此外，如图5中所示，在示范性实施例中，制动组件134包括联接在卡钳138上 的两个杠杆臂136，然而，应该懂得制动组件134可包括任何合适数量的杠杆臂136。
如图5中所示，在示范性实施例中，激励装置148包括双螺纹的心轴150。更具体 地说，心轴150包括第一端152和第二端156，第一端152具有第一方向上的螺纹154，第二 端156具有与第一方向相反的第二方向上的螺纹158。各个杠杆臂136包括开口 160，该开 口 160具有与心轴150的螺纹IM或螺纹158相对应的螺纹。偏航轴承组件100包括马达， 例如液压单元和/或任何其它合适类型的马达。马达162操作地联接在至少一个心轴150 上。马达162使心轴150旋转，从而使下滑动垫144朝向或远离下滑动面118而移动。更 具体地说，当心轴150在第一方向上旋转时，心轴150朝向卡钳138移动，并且靴状物142 和/或活塞140通过杠杆臂136而旋转，从而通过使下滑动垫144朝向下滑动面118的移 动而将制动力应用于环形齿轮102上。当马达162使心轴150在第二方向上旋转时，心轴 150远离卡钳138而移动，并且靴状物142和/或活塞140通过杠杆臂136而旋转，从而减 少制动力，并使支撑环104能够相对于环形齿轮102而旋转地移动。在示范性实施例中，控 制系统36(图2中所示)与马达162成通信联接，例如成操作控制通信，以控制心轴150的 旋转。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)操作期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件100可控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16 的偏航方向，心轴150被旋转，从而使卡钳138远离下滑动面118而移动。因此，活塞140、9靴状物142和下滑动垫144远离下滑动面118而移动，且下滑动垫144保持与下滑动面118 相接触。通过使下滑动垫144远离下滑动面118而移动，减少了反抗环形齿轮102的制动 力，从而容许环形齿轮102和支撑环104之间的运动。偏航马达66被激励，以使底座58相 对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件16的偏航方向，可激励马达162，以使心轴150旋转，从而使卡 钳138朝向下滑动面118而移动。因此，活塞140、靴状物142和下滑动垫144朝向下滑动 面118而移动，从而提高了应用于下滑动面118上的制动力。因此，降低了支撑环104相对 于环形齿轮102而移动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图6是第一备选的示范性偏航轴承组件200的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图7是偏航轴承组件200 的示意性的底视图。除非另外描述，否则偏航轴承组件200包括与上面参照偏航轴承组件 100所述的构件相似的构件。偏航轴承组件200包括激励装置202而非激励装置148 (如图 4和图5中所示)。
在示范性实施例中，激励装置202包括缸体204，该缸体204具有联接在其上的第 一杆206和第二杆208。在枢轴装置210处，各个杆206和208联接于相应的杠杆臂136 上。在一个特殊的实施例中，缸体204是液压缸。备选地，缸体204是气压缸。在示范性实 施例中，缸体204配置成使杆206和208彼此相向和彼此远离地移动，从而使下滑动垫144 相对于下滑动面118而移动。
马达162联接在至少一个缸体204上，以控制下滑动垫144相对于下滑动面118 的运动。更具体地说，当缸体204迫使杆206和208在第一方向上例如彼此远离时，缸体 204朝向卡钳138移动，并且靴状物142和/或活塞140由杠杆臂136旋转，从而通过使下 滑动垫144朝向下滑动面118的移动而将制动力应用于环形齿轮102上。当缸体204迫使 杆206和208在第二方向上例如彼此相向移动时，缸体204远离卡钳138而移动，并且靴状 物142和/或活塞140通过杠杆臂136而旋转，从而减少制动力，并使支撑环104能够相对 于环形齿轮102而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2中所示)与马达162 成通信联接，例如成操作控制通信，从而控制缸体204的旋转。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件200控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，缸体204被激励，从而使卡钳138远离下滑动面118而移动。因此，活塞140、靴 状物142和下滑动垫144远离下滑动面118而移动，且下滑动垫144保持与下滑动面118 相接触。通过使下滑动垫144远离下滑动面118而移动，减少了抵抗环形齿轮102的制动 力，从而容许在环形齿轮102和支撑环104之间的运动。偏航马达66被激励，以使底座58 相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达162激励缸体204，以使杠杆臂136移动。 因此，活塞140、靴状物142和下滑动垫144朝向下滑动面118而移动，从而提高了应用于下 滑动面118上的制动力。因此，降低了支撑环104相对于环形齿轮102移动的能力，从而保 持了外罩组件16的偏航方向。
图8是第二备选的示范性偏航轴承组件300的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图9是偏航轴承组件300的示意性的侧视图。除非另外描述，否则偏航轴承组件300包括与上面参照偏航轴承组件 100所述的构件相似的构件。
更具体地说，偏航轴承组件300包括激励装置302而非激励装置148 (如图4和 图5中所示)。此外，偏航轴承组件300包括杠杆托架304而非杠杆臂136。各个杠杆托架 304基本上是具有第一部分306和第二部分308的L形状，第二部分308基本上垂直于第一 部分306，并在转角310处联接到第一部分306上。在示范性实施例中，第一部分306、转角 310和第二部分308整体地成形为单一件，然而，杠杆托架304可由任何合适数量的单独的 构件形成。转角310于枢轴装置312处联接到卡钳138上。第二部分308于枢轴点313处 联接到活塞140上，用于使活塞140相对于下滑动面118而移动。
此外，在示范性实施例中，激励装置302包括缸体314，缸体314具有联接在其上的 第一杆316和第二杆318。备选地，激励装置302包括心轴150而非缸体314、第一杆316 和第二杆318。在示范性实施例中，各个杆316和318于枢轴点320处联接到相应的杠杆 托架304上。缸体314可包括液压缸和/或气压缸。在示范性实施例中，缸体314配置成 使杆316和318彼此相对移动，例如彼此相向和远离移动，从而使杠杆托架304的第二部分 308相对于下滑动面118而移动，例如朝向和远离下滑动面而移动。在一个备选实施例中， 激励装置302包括心轴150(图4和图5中所示)而非包括缸体314和杆316及318。此 外，虽然杠杆托架304显示为将垂直力或轴向力应用于活塞140上，但是在一个备选实施例 中，杠杆托架304可将径向力应用于活塞140上。
在示范性实施例中，马达162联接在至少一个缸体314上，以控制杠杆托架304相 对于下滑动面118的运动，例如朝向或远离下滑动面的运动。更具体地说，当缸体314迫使 杆316和318在第一方向上，例如彼此相向移动时，活塞140朝向下滑动面118而移动，从 而将制动力应用于环形齿轮102上。当缸体314迫使杆316和318在第二方向上，例如彼 此远离移动时，活塞140远离下滑动面118而移动，并且减少了制动力，从而使支撑环104 能够相对于环形齿轮102而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2中所示) 与马达162成通信联接，例如成操作控制通信，从而用于控制缸体314的旋转。在一个备选 实施例中，激励装置302包括心轴150(图4和图5中所示)而非包括缸体314和杆316及 318。
在风力涡轮机10(图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件300控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的偏 航方向，缸体314被激励，从而使活塞140远离下滑动面118而移动。因此，靴状物142和 下滑动垫144远离下滑动面118而移动，且下滑动垫144保持与下滑动面118相接触。通 过使下滑动垫144远离下滑动面118而移动，减少了反抗环形齿轮102的制动力，从而容许 在环形齿轮102和支撑环104之间的运动。偏航马达66被激励，以使底座58相对于塔架 12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达162激励缸体314，以使活塞140朝向下滑 动面118而移动。因此，靴状物142和下滑动垫144朝向下滑动面118而移动，从而提高了 应用于下滑动面118上的制动力。因此，降低了支撑环104相对于环形齿轮102而移动的 能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图10是第三备选的示范性偏航轴承组件400的示意性的横截面图，其可与外罩组件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。除非另外描述，否则偏航轴 承组件400包括与上面参照偏航轴承组件100所述的构件相似的构件。偏航轴承组件400 包括激励装置402而非激励装置148 (如图4和图5中所示)。
在示范性实施例中，激励装置402包括缸体204和/或缸体314 (图6_9中所示)、 弹簧404、和/或联接在活塞140和开口 146之间的心轴150(图4和图5中所示)。在示 范性实施例中，缸体204和/或缸体314、弹簧404和/或心轴150配置成直接使活塞140 朝向和远离下滑动面118而移动。此外，作为缸体204和/或缸体314、弹簧404和/或心 轴150的备选或附加，激励装置402包括定位在开口 146中以使活塞140移动的机械杠杆。
在示范性实施例中，马达162联接在激励装置402上，用于控制其构件，例如缸体 204和/或314、弹簧404和/或心轴150，以使活塞140相对于下滑动面118而移动，例如 朝向或远离下滑动面118而移动。更具体地说，激励装置402迫使活塞140在第一方向上 朝向下滑动面118移动，从而将制动力应用于环形齿轮102上。激励装置402迫使活塞140 在第二方向上远离下滑动面118而移动，以减少制动力，从而使支撑环104能够相对于环形 齿轮102而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2中所示)与马达162成通 信联接，例如成操作控制通信，从而用于控制激励装置402的运动。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件400控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置402被激励，从而使活塞140远离下滑动面118而移动。因此，靴状物 142和下滑动垫144远离下滑动面118而移动，且下滑动垫144保持与下滑动面118相接 触。通过使下滑动垫144远离下滑动面118而移动，减少了反抗环形齿轮102的制动力，从 而容许在环形齿轮102和支撑环104之间的运动。偏航马达66被激励，以使底座58相对 于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达162激励激励装置402，以使活塞140朝向 下滑动面118而移动。因此，靴状物142和下滑动垫144朝向下滑动面118而移动，从而提 高了应用于下滑动面118上的制动力。因此，降低了支撑环104相对于环形齿轮102而移 动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图11是第四备选的示范性偏航轴承组件500的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图1，2和11中所示的构件 用相似的编号标示。
在示范性实施例中，偏航轴承组件500包括联接在塔架12上的环形齿轮502和联 接在底座58上的支撑环504。环形齿轮502包括基本竖直对准的齿面506、基本水平对准的 下面508以及具有基本水平部分512和锥形部分514的上面510。基本竖直对准的内表面 516在上面510和下面508之间延伸。齿面506包括配置成可与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。下面508包括下滑动面518，并且上面510的锥形部分514包括上滑 动面520。
支撑环504联接在底座58上。备选地，如参照图4和图5所示和所述，支撑环504 包括联接在底座58上的上侧部分和联接在上侧部分上的下侧部分。在示范性实施例中，底 座58和支撑环504限定了凹槽522，该凹槽522的形状与环形齿轮502的形状相对应。更 具体地说，在示范性实施例中，底座58包括与上面510的锥形部分514相对应的带角度的下面524，并且支撑环504包括基本水平对准的上面526，其与环形齿轮502的下滑动面518 相对应。下面5M定位在上滑动面520附近，并且上面5 定位在下滑动面518附近。下 滑动垫5 联接在支撑环504的上面5 上，邻近环形齿轮502的下滑动面518。在示范 性实施例中，下滑动垫5 周向围绕上面5 而延伸，并且与下滑动面518相接触。下滑动 垫5 可分段以利于维护和/或修理。备选地，下滑动垫5 包括周向围绕上面5 而间 隔开的多个垫块。
在示范性实施例中，制动组件530联接在底座58上，并且至少部分地穿过下面5M 而延伸。制动组件530包括激励装置532、联接在激励装置532上的活塞534、联接在活塞 534上的靴状物536、以及联接在靴状物536上的上滑动垫538。应该懂得制动组件530可 包括联接在激励装置532上的任何合适数量的活塞534。在一个备选的实施例中，制动组 件530不包括靴状物536，并且上滑动垫538联接在活塞534上。在示范性实施例中，至少 活塞534和/或靴状物536的一部分定位在开口 540中，该开口 540限定在底座58的下面 524中。上滑动垫538定位成从上面524向外延伸，以与上滑动面520相接触。在示范性实 施例中，上滑动垫538和下滑动垫528由任何合适的材料形成，其使支撑环504能够相对于 环形齿轮502而旋转。更具体地说，用于上滑动垫538和下滑动垫528的材料和/或用于 上滑动面520和/或下滑动面518的材料选择成使偏航轴承组件500能够如本文所述起作 用。在一个特殊的实施例中，上滑动面520和下滑动面518是钢，并且上滑动垫538和下滑 动垫5 是传统的滑动材料。
激励装置532直接或间接地联接在活塞534上，用于控制活塞534朝向和远离上 滑动面520的运动。激励装置532是激励装置148 (图4和图5中所示)、激励装置202 (图 6和图7中所示)、激励装置302 (图8和图9中所示)和/或激励装置402 (图10中所示) 中的任一激励装置。马达542联接在激励装置532上，用于控制其构件，例如缸体204和/ 或缸体314(图6-9中所示)、弹簧404(图10中所示)和/或心轴150(图4和图5中所 示)，从而使活塞534朝向或远离上滑动面520而移动。更具体地说，激励装置532迫使活 塞534在第一方向上朝向上滑动面520而移动，从而将制动力应用于环形齿轮502上。激 励装置532迫使活塞534在第二方向上远离上滑动面520而移动，以减少制动力，从而使支 撑环504能够相对于环形齿轮502而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2 中所示)与马达542成通信联接，例如成操作控制通信，以控制激励装置532的运动。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件500控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置532被激励，从而使活塞534远离上滑动面520而移动。因此，靴状物 536和上滑动垫538远离上滑动面520而移动，且上滑动垫538保持与上滑动面520相接 触。通过使上滑动垫538远离上滑动面520而移动，减少了反抗环形齿轮502的制动力，从 而容许在环形齿轮502、底座58和/或支撑环504之间的运动。偏航马达66被激励，以使 底座58相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激 励。
为了保持外罩组件16的偏航方向，马达542激励激励装置532，以使活塞534朝向 上滑动面520而移动。因此，靴状物536和上滑动垫538朝向上滑动面520而移动，从而提 高了应用于上滑动面520上的制动力。因此，降低了支撑环504和/或底座58相对于环形齿轮502而移动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图12是第五备选的示范性偏航轴承组件600的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图1，2和12中所示的构件 用相似的编号标示。
在示范性实施例中，偏航轴承组件600包括联接在塔架12上的环形齿轮602和联 接在底座58上的支撑环604。环形齿轮602包括基本竖直对准的齿面606、基本水平对准 的上面608以及具有基本水平部分612和锥形部分614的下面610。基本竖直对准的内表 面616在上面608和下面610之间延伸。齿面606包括构造成与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。上面608包括上滑动面618，并且下面610的锥形部分614包括下滑 动面620。下面610的水平部分612联接在塔架12上。
支撑环604包括联接在底座58上的上侧部分622和联接在上侧部分622上的下 侧部分624。上侧部分622和下侧部分624限定了凹槽626，该凹槽626的形状与环形齿轮 602的形状相对应。更具体地说，在示范性实施例中，上侧部分622包括与上面608相对应 的基本水平对准的下面628，并且下侧部分6M包括带角度的上面630，其与环形齿轮602 的下面610的锥形部分614相对应。下面6 定位在上滑动面618附近，并且上面630定 位在下滑动面620附近。上滑动垫632联接在支撑环604的下面6 上，邻近环形齿轮602 的上滑动面618。在示范性实施例中，上滑动垫632周向围绕下面6 而延伸，并且与上滑 动面618相接触。上滑动垫632可分段以利于维护和/或修理。备选地，上滑动垫632包 括周向围绕下面6 而间隔开的多个垫块。
在示范性实施例中，制动组件634联接在支撑环604的下侧部分6 上，并且至少 部分地穿过上面630而延伸。制动组件634包括激励装置636、联接在激励装置636上的活 塞638、联接在活塞638上的靴状物640、以及联接在靴状物640上的下滑动垫642。应该 懂得制动组件634包括联接在激励装置636上的任何合适数量的活塞638。在一个备选的 实施例中，制动组件634不包括靴状物640，并且下滑动垫642联接在活塞638上。在示范 性实施例中，至少活塞638和/或靴状物640的一部分定位在开口 644中，该开口 644限定 在下侧部分624的上面630中。下滑动垫642定位成从上面630向外延伸，以与下滑动面 620相接触。在示范性实施例中，上滑动垫632和下滑动垫642由任何合适的材料形成，其 使支撑环604能够相对于环形齿轮602而旋转。更具体地说，用于上滑动垫632和下滑动 垫642的材料和/或用于上滑动面618和/或下滑动面620的材料选择成使偏航轴承组件 600能够如本文所述起作用。在一个特殊的实施例中，上滑动面618和下滑动面620是钢， 而上滑动垫632和下滑动垫642是传统的滑动材料。
激励装置636直接或间接地联接在活塞638上，用于控制活塞638相对于下滑动 面620的运动，例如朝向和远离下滑动面的运动。激励装置636是激励装置148(图4和图 5中所示)、激励装置202 (图6和图7中所示)、激励装置302 (图8和图9中所示)和/或 激励装置402(图10中所示)中的任一激励装置。马达646联接在激励装置636上，用于 控制其构件，例如缸体204和/或缸体314(图6-9中所示)、弹簧404(图10中所示)和 /或心轴150(图4和图5中所示)，用于使活塞638朝向或远离下滑动面620而移动。更 具体地说，激励装置636迫使活塞638在第一方向上朝向下滑动面620移动，从而将制动力 应用于环形齿轮602上。激励装置636迫使活塞638在第二方向上远离下滑动面620而移14动，以减少制动力，从而使支撑环604能够相对于环形齿轮602而旋转地移动。在示范性实 施例中，控制系统36(图2中所示)与马达646成通信联接，例如成操作控制通信，从而控 制激励装置636的运动。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件600控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置636被激励，从而使活塞638远离下滑动面620而移动。因此，靴状物 640和下滑动垫642远离下滑动面620而移动，且下滑动垫642保持与下滑动面620相接 触。通过使下滑动垫642远离下滑动面620而移动，减少了反抗环形齿轮602的制动力，从 而容许在环形齿轮602和支撑环604之间的运动。偏航马达66被激励，以使底座58相对 于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达646激励激励装置636，以使活塞638朝向 下滑动面620而移动。因此，靴状物640和下滑动垫642朝向下滑动面620而移动，从而提 高了应用于下滑动面620上的制动力。因此，降低了支撑环604相对于环形齿轮602而移 动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图13是第六备选的示范性偏航轴承组件700的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图1，2和13中所示的相似 构件用相似的编号标示。
在示范性实施例中，偏航轴承组件700包括联接在塔架12上的环形齿轮702和联 接在底座58上的支撑环704。环形齿轮702包括基本竖直对准的齿面706、基本水平对准 的上面708以及具有基本水平部分710和锥形部分712的下面714。基本竖直对准的内表 面716在上面708和下面710之间延伸。齿面706包括配置成与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。上面708包括上滑动面718，并且下面710的锥形部分714包括下滑 动面720。下面710的水平部分712联接在塔架12上。
支撑环704联接在底座58上。备选地，如参照图4和图5所示和所述，支撑环704 包括联接在底座58上的上侧部分和联接在上侧部分上的下侧部分。在示范性实施例中，底 座58和支撑环704限定了凹槽722，该凹槽722的形状与环形齿轮702的形状相对应。更 具体地说，在示范性实施例中，底座58包括基本水平定向的下面724，其与环形齿轮702的 上面708相对应，并且支撑环704包括带角度的上面726，其与下面710的锥形部分714相 对应。下面7M定位在上滑动面718附近，而上面7 定位在下滑动面720附近。下滑动 垫7 联接在支撑环704的上面7 上，邻近环形齿轮702的下滑动面720。在示范性实施 例中，下滑动垫7 周向围绕上面7 而延伸，并且与下滑动面720相接触。下滑动垫7 可分段以利于维护和/或修理。备选地，下滑动垫7 包括周向围绕上面7 而间隔开的 多个垫块。
在示范性实施例中，制动组件730联接在底座58上，并且至少部分地穿过下面7M 而延伸。制动组件730包括激励装置732、联接在激励装置732上的活塞734、联接在活塞 734上的靴状物736、以及联接在靴状物736上的上滑动垫738。应该懂得制动组件730包括 联接在激励装置732上的任何合适数量的活塞734。在一个备选的实施例中，制动组件730 不包括靴状物736，并且滑动垫738联接在活塞734上。在示范性实施例中，至少活塞734 和/或靴状物736的一部分定位在开口 740中，该开口 740限定在底座58的下面724中。上滑动垫738定位成从下面724向外延伸，以与上滑动面718相接触。在示范性实施例中， 上滑动垫738和下滑动垫728由任何合适的材料形成，其使支撑环704能够相对于环形齿 轮702而旋转。更具体地说，用于上滑动垫738和下滑动垫728的材料和/或用于上滑动 面718和/或下滑动面720的材料选择成使偏航轴承组件700能够如本文所述起作用。在 一个特殊的实施例中，上滑动面718和下滑动面720是钢，而上滑动垫738和下滑动垫7 是传统的滑动材料。
激励装置732直接或间接地联接在活塞734上，用于控制活塞734朝向和远离上 滑动面718的运动。激励装置732是激励装置148 (图4和图5中所示)、激励装置202 (图 6和图7中所示)、激励装置302 (图8和图9中所示)和/或激励装置402 (图10中所示) 中的任一激励装置。马达742联接在激励装置732上，用于控制其构件，例如缸体204和/ 或缸体314(图6-9中所示)、弹簧404(图10中所示)和/或心轴150(图4和图5中所 示)，用于使活塞734朝向或远离上滑动面718而移动。更具体地说，激励装置732迫使活 塞734在第一方向上朝向上滑动面718而移动，从而将制动力应用于环形齿轮702上。激 励装置732迫使活塞734在第二方向上远离上滑动面718而移动，以减少制动力，从而使支 撑环704能够相对于环形齿轮702而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2 中所示)与马达742成通信联接，例如成操作控制通信，从而控制激励装置732的运动。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件700控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置732被激励，从而使活塞734远离上滑动面718而移动。因此，靴状物 736和上滑动垫738远离上滑动面718而移动，且上滑动垫738保持与上滑动面718相接 触。通过使上滑动垫738远离上滑动面718而移动，减少了反抗环形齿轮702的制动力，从 而容许在环形齿轮702、底座58和/或支撑环704之间的运动。偏航马达66被激励，以使 底座58相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激 励。
为了保持外罩组件16的偏航方向，马达742激励激励装置732，以使活塞734朝向 上滑动面718而移动。因此，靴状物736和上滑动垫738朝向上滑动面718而移动，从而提 高了应用于上滑动面718上的制动力。因此，降低了支撑环704和/或底座58相对于环形 齿轮702而移动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
图14是第七备选的示范性偏航轴承组件800的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图3中所示)一起用作偏航轴承组件72。图15是偏航轴承组件800的示意性的横 截面图。图1，2，14和15中所示的相似构件用相似的编号标示。在示范性实施例中，底座 58包括被限定穿过它的至少一个孔802。如以下更详细所述，孔802构造成容纳螺旋千斤 顶804。当底座58包括不止一个孔802时，孔802周向围绕上滑动垫806附近的底座58而 间隔开。
在示范性实施例中，偏航轴承组件800包括联接在塔架12上的环形齿轮808和联 接在底座58上的支撑环810。环形齿轮808包括基本竖直对准的齿面812、基本水平对准 的上面814以及具有基本水平部分818和锥形部分820的下面816。基本竖直对准的内表 面822在上面814和下面816之间延伸。齿面812包括配置成与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。上面814包括上滑动面824，而下面816的锥形部分820包括下滑动面826。下面816的水平部分818联接在塔架12上。
支撑环810联接在底座58上。备选地，如参照图4和图5所示和所述，支撑环810 包括联接在底座58上的上侧部分和联接在上侧部分上的下侧部分。在示范性实施例中，底 座58和支撑环810限定了凹槽828，该凹槽828的形状与环形齿轮808的形状相对应。更 具体地说，在示范性实施例中，底座58包括基本水平定向的下面830，该下面830与环形齿 轮808的上面814相对应，并且支撑环810包括带角度的上面832，其与下面816的锥形部 分820相对应。下面830定位在上滑动面824附近，并且上面832定位在下滑动面826附 近。上滑动垫806联接在底座58的下面830上，邻近环形齿轮808的上滑动面824。
在示范性实施例中，上滑动垫806周向围绕下面830而延伸，并且与上滑动面拟4 相接触。如以下更详细所述，上滑动垫806被分段以便于维护和/或修理。备选地，上滑动 垫806包括周向围绕下面830而间隔开的多个垫块。此外，在示范性实施例中，上滑动垫 806并不覆盖穿过底座58的孔802的下端834。例如，孔802定位在上滑动垫806的分段 836之间。
在示范性实施例中，制动组件838联接在支撑环810上，并且至少部分地穿过上 面832而延伸。制动组件838包括激励装置840、联接在激励装置840上的活塞842、联接 在活塞842上的靴状物844、以及联接在靴状物844上的下滑动垫846。应该懂得制动组件 838包括联接在激励装置840上的任何合适数量的活塞842。在一个备选的实施例中，制动 组件838不包括靴状物844，并且下滑动垫846联接在活塞842上。在示范性实施例中，至 少活塞842和/或靴状物844的一部分定位在开口 848中，该开口 848被限定穿过支撑环 810。下滑动垫846定位成从上面832向外延伸，以与下滑动面拟6相接触。在示范性实施 例中，上滑动垫806和下滑动垫846由任何合适的材料形成，其使得支撑环810能够相对于 环形齿轮808而旋转。更具体地说，用于上滑动垫806和下滑动垫846的材料和/或用于 上滑动面拟4和/或下滑动面拟6的材料选择成使得偏航轴承组件800能够如本文所述起 作用。在一个特殊的实施例中，上滑动面拟4和下滑动面拟6是钢，而上滑动垫806和下滑 动垫846是传统的滑动材料。
激励装置840直接或间接地联接在活塞842上，用于控制活塞842朝向和远离下 滑动面拟6的运动。激励装置840是激励装置148 (图4和图5中所示)、激励装置202 (图 6和图7中所示)、激励装置302 (图8和图9中所示)和/或激励装置402 (图10中所示) 中的任一激励装置。马达850联接在激励装置840上，用于控制其构件，例如缸体204和/ 或缸体314(图6-9中所示)、弹簧404(图10中所示)和/或心轴150(图4和图5中所 示)，用于使活塞842朝向或远离下滑动面拟6而移动。更具体地说，激励装置840迫使活 塞842在第一方向上朝向下滑动面拟6移动，从而将制动力应用于环形齿轮808上。激励 装置840迫使活塞842在第二方向上远离下滑动面拟6而移动，以减少制动力，从而使得支 撑环810能够相对于环形齿轮808而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36(图2 中所示)与马达850成通信联接，例如成操作控制通信，用于控制激励装置840的运动。
在风力涡轮机10 (图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件800控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置840被激励，从而使活塞842远离下滑动面拟6而移动。因此，靴状物 844和下滑动垫846远离下滑动面拟6而移动，且下滑动垫846保持与下滑动面拟6相接触。通过使下滑动垫846远离下滑动面拟6而移动，减少了反抗环形齿轮808的制动力，从 而容许在环形齿轮808、底座58和/或支撑环810之间的运动。偏航马达66被激励，以使 底座58相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之后解除激 励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达850激励激励装置840，以使活塞842朝向 下滑动面拟6而移动。因此，靴状物844和下滑动垫846朝向下滑动面拟6而移动，从而提 高了应用于下滑动面拟6上的制动力。因此，降低了支撑环810和/或底座58相对于环形 齿轮808而移动的能力，从而保持了外罩组件16的偏航方向。
为了对偏航轴承组件800执行维护、修理和/或更换，通过与待维护的上滑动垫 806的分段836相邻的至少一个孔802插入螺旋千斤顶804或其它合适的装置。然后通过 例如在底座58和上滑动垫806之间产生和/或调整间隙，从而调整螺旋千斤顶804，以便从 分段836中除去底座58的重量。然后能够从偏航轴承组件800除去分段836，以进行修理 和/或更换。在底座58和上滑动面拟4之间更换分段836，并且从孔802中除去螺旋千斤 顶 804。
上述维修方法可用于偏航轴承组件100(图4和图5中所示)、偏航轴承组件 200 (图6和图7中所示)、偏航轴承组件300 (图8和图9中所示)、偏航轴承组件400 (图10 中所示)、偏航轴承组件500 (图11中所示)、偏航轴承组件600 (图12中所示)、偏航轴承 组件700 (图13中所示)、偏航轴承组件900 (图16中所示)和/或偏航轴承组件1000 (图 17中所示)，依赖于偏航轴承组件的配置而有轻微修改。
图16是第八备选的示范性偏航轴承组件900的示意性的横截面图，其可与外罩组 件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图1，2和16中所示的相似 构件用相似的编号标示。
在示范性实施例中，偏航轴承组件900包括联接在塔架12上的环形齿轮902和联 接在底座58上的支撑环904。环形齿轮902包括基本竖直对准的齿面906、基本水平对准 的上面908和基本水平对准的下面910。齿面906包括配置成与小齿轮68 (图2中所示) 相接合的多个齿78。内表面912在上面908和下面910之间延伸，并且包括大致V形的凹 槽914，该凹槽914具有带角度的上滑动面916和带角度的下滑动面918。
支撑环904包括联接在底座58上的上侧部分920和从上侧部分920延伸的楔形 部分922。楔形部分922的形状与凹槽914的形状相对应。更具体地说，在示范性实施例 中，楔形部分922包括与下滑动面918相对应的带角度的下面拟4以及与上滑动面916相对 应的带角度的上面926。制动组件拟8包括楔形活塞930，其穿过贯穿楔形部分922的基本 水平对准的开口 932。活塞930包括具有联接到其上的上滑动垫936的带角度的上面934， 以及具有联接到其上的下滑动垫940的带角度的下面938。上面934和下面938朝向凹槽 914收敛，从而至少部分地容纳在凹槽中。在示范性实施例中，活塞上面934基本上平行于 楔形部分的上面926，并且活塞下面938基本上平行于楔形部分的下面924。下滑动垫940 和上滑动垫936定位成从开口 932的末端942向外延伸，以便分别与下滑动面918和上滑 动面916相接触。在示范性实施例中，上滑动垫936和下滑动垫940由任何合适的材料形 成，其使支撑环904能够相对于环形齿轮902而旋转。更具体地说，用于上滑动垫936和下 滑动垫940的材料和/或用于上滑动面916和/或下滑动面918的材料选择成使得偏航轴承组件900能够如本文所述起作用。在一个特殊的实施例中，上滑动面916和下滑动面918 是钢，而上滑动垫936和下滑动垫940是传统的滑动材料。
在一个实施例中，滑动垫还联接在楔形部分的上面拟6和楔形部分的下面拟4上， 使得当活塞滑动垫936和940远离滑动面916和918而移动时，楔形部分的滑动垫与滑动 面916和/或918相接触，从而利于减少在环形齿轮902和支撑环904之间的摩擦。楔形 部分922上的滑动垫可周向围绕楔形部分922而延伸，且在开口 932处敞开，或者包括周向 围绕楔形部分922而间隔开的多个滑动垫。楔形部分922上的滑动垫可分段，以利于执行 维护、更换和/或修理。
激励装置944联接在活塞930上，用于控制活塞930朝向和远离下滑动面918和 上滑动面916的运动。在示范性实施例中，下滑动垫940与下滑动面918相接触，并且上滑 动垫936与上滑动面916相接触。此外，激励装置944直接或间接地联接在活塞930上，用 于控制活塞930朝向和远离上滑动面916和下滑动面918的运动。激励装置944是激励装 置148(图4和图5中所示)、激励装置202(图6和图7中所示)、激励装置302 (图8和图 9中所示)和/或激励装置402(图10中所示)中的任一激励装置。马达850联接在激励 装置944上，用于控制其构件，例如缸体204和/或缸体314 (图6-9中所示)、弹簧404 (图 10中所示)和/或心轴150(图4和图5中所示)，用于使活塞930朝向或远离下滑动面 918和上滑动面916而移动。
更具体地说，激励装置944迫使活塞930在基本水平的第一方向上朝向下滑动面 918和上滑动面916而移动，从而将制动力应用于环形齿轮902上。激励装置944迫使活塞 930在基本水平的第二方向上远离下滑动面918和上滑动面916而移动，以便减少制动力， 从而使得支撑环904能够相对于环形齿轮902而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系 统36(图2中所示)与马达946成通信联接，例如成操作控制通信，以控制激励装置944的 运动。
在风力涡轮机10(图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件900控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置944被激励，从而使活塞930远离下滑动面918和上滑动面916而移 动。因此，下滑动垫940和上滑动垫936远离下滑动面918和上滑动面916而移动，且下滑 动垫940和/或上滑动垫936分别保持与下滑动面918和/或上滑动面916相接触。通过 使下滑动垫940和上滑动垫936远离下滑动面918和上滑动面916而移动，减少了反抗环 形齿轮902的制动力，从而容许在环形齿轮902和支撑环904之间的运动。偏航马达66被 激励，以使底座58相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在所需的偏航方向上，之 后解除激励。
为了保持外罩组件I6的偏航方向，马达946激励激励装置944，以使活塞930朝向 下滑动面918和上滑动面916而移动。因此，下滑动垫940和上滑动垫936朝向下滑动面 918和上滑动面916而移动，从而提高了应用于下滑动面918和上滑动面916上的制动力。 因此，降低了支撑环904相对于环形齿轮902而移动的能力，从而保持了外罩组件16的偏 航方向。
图17是第九备选的示范性偏航轴承组件1000的示意性的横截面图，其可与外罩 组件16 (图2中所示)一起用作偏航轴承组件72 (图2中所示)。图1，2和17中所示的相似构件用相似的编号标示。
在示范性实施例中，偏航轴承组件1000包括联接在塔架12上的环形齿轮1002和 联接在底座58上的支撑环1004。环形齿轮1002包括基本竖直对准的齿面1006、基本水平 对准的上面1008和基本水平对准的下面1010。齿面1006包括配置成可与小齿轮68 (图2 中所示)相接合的多个齿78。内表面1012在上面1008和下面1010之间延伸，并且包括大 致V形的凹槽1014，该凹槽1014具有带角度的上滑动面1016和带角度的下滑动面1018。
支撑环1004包括联接在底座58上的上侧部分1020和联接在上侧部分1020上的 下侧部分1022。上侧部分1020和下侧部分1022限定了楔形部分1024，其形状与凹槽1014 的形状相对应。更具体地说，在示范性实施例中，下侧部分1022包括与下滑动面1018相对 应的带角度的下面1026，并且上侧部分1020包括与上滑动面1016相对应的带角度的上面 1(^8。上面10 和下面10 朝向凹槽1014收敛，从而至少部分地容纳在凹槽中。
在示范性实施例中，在制动组件1030上，上侧部分1020通过激励装置1032而联 接在下侧部分1022上。制动组件1030上的上侧部分1020和下侧部分1022在本文被称为 活塞1034。制动组件1030上的上面1036基本上平行于支撑环1004的上面1028，并且制 动组件1030上的下面1038基本上平行于支撑环1004的下面1(^6。下滑动垫1040联接 在下面1038上，而上滑动垫1042联接在上面1036上。下滑动垫1040和上滑动垫1042定 位成分别与下滑动面1018和上滑动面1016相接触。在示范性实施例中，上滑动垫1042和 下滑动垫1040由任何合适的材料形成，其使得支撑环1004能够相对于环形齿轮1002而旋 转。更具体地说，用于上滑动垫1042和下滑动垫1040的材料和/或用于上滑动面1016和 /或下滑动面1018的材料选择成使得偏航轴承组件1000能够如本文所述起作用。在一个 特殊的实施例中，上滑动面1016和下滑动面1018是钢，而上滑动垫1042和下滑动垫1040 是传统的滑动材料。
在一个实施例中，上滑动垫和下滑动垫还联接在支撑环1004的上面10 和/或 支撑环1004的下面10 上，使得当制动组件的滑动垫1040和1042远离滑动面1016和 1018而移动时，支撑环的滑动垫与滑动面1016和/或1018相接触，从而利于减少在环形齿 轮1002和支撑环1004之间的摩擦。支撑环1004上的滑动垫可周向围绕支撑环1004而延 伸，在制动组件1030处敞开，或者包括周向围绕支撑环1004而间隔开的多个滑动垫。支撑 环1004上的滑动垫可分段，以利于执行维护、更换和/或修理。
激励装置1032联接在制动组件1030上的上侧部分1020和下侧部分1022之间， 以控制下滑动垫1040和上滑动垫1042朝向和远离下滑动面1018和上滑动面1016的运 动。在示范性实施例中，下滑动垫1040与下滑动面1018相接触，而上滑动垫1042与上滑 动面1016相接触。此外，激励装置1032直接或间接地联接在活塞1034上，用于控制上滑 动垫1042和下滑动垫1040朝向和远离上滑动面1016和下滑动面1018的运动。激励装置 1032是激励装置148(图4和图5中所示)、激励装置202 (图6和图7中所示)、激励装置 302(图8和图9中所示)和/或激励装置402(图10中所示)中的任一激励装置。马达 1044联接在激励装置1032上，用于控制其构件，例如缸体204和/或缸体314 (图6_9中所 示)、弹簧404 (图10中所示)和/或心轴150 (图4和图5中所示)，从而用于使下滑动垫 1040和上滑动垫1042朝向或远离下滑动面1018和上滑动面1016而移动。
更具体地说，通过使下侧部分1022在基本垂直的第一方向上向下移动，激励装置1032迫使活塞1034分开，因而使下滑动垫1040和上滑动垫1042朝向下滑动面1018和上 滑动面1016而移动，从而将制动力应用于环形齿轮1002上。通过使下侧部分1022在基本 垂直的第二方向上向上移动，激励装置1032将活塞1034推动到一起，因而使下滑动垫1040 和上滑动垫1042远离下滑动面1018和上滑动面1016而移动，以便减少制动力，从而使得 支撑环1004能够相对于环形齿轮1002而旋转地移动。在示范性实施例中，控制系统36 (图 2中所示)与马达1044成通信联接，例如成操作控制通信，用于控制激励装置1032的运动。
在风力涡轮机10(图1和图2中所示)运行期间，利用偏航马达66 (图2中所示) 和偏航轴承组件1000控制外罩组件16的偏航方向。更具体地说，为了改变外罩组件16的 偏航方向，激励装置1032被激励，从而使活塞1034远离下滑动面1018和上滑动面1016而 移动。因此，下滑动垫1040和上滑动垫1042远离下滑动面1018和上滑动面1016而移动， 且下滑动垫1040和/或上滑动垫1042分别保持与下滑动面1018和/或上滑动面1016相 接触。通过使下滑动垫1040和上滑动垫1042远离下滑动面1018和上滑动面1016而移 动，减少了反抗环形齿轮1002的制动力，从而容许在环形齿轮1002和支撑环1004之间的 运动。偏航马达66被激励，以使底座58相对于塔架12而旋转，从而将外罩组件16定位在 所需的偏航方向上，之后解除激励。
为了保持外罩组件16的偏航方向，马达1044激励激励装置1032，以使活塞1034 朝向下滑动面1018和上滑动面1016而移动。因此，下滑动垫1040和上滑动垫1042朝向 下滑动面1018和上滑动面1016而移动，从而提高了应用于下滑动面1018和上滑动面1016 上的制动力。因此，降低了支撑环1004相对于环形齿轮1002而移动的能力，从而保持了外 罩组件16的偏航方向。
任何上述实施例可单独或组合地用于风力涡轮机10中，从而提供偏航轴承和制 动系统。
图18是一种示范性方法1100的流程图，其可与偏航轴承组件72(图2中所示)、 100(图4和图5中所示)、200(图6和图7中所示)、300 (图8和图9中所示)、400(图10 中所示)、500(图11中所示)、600(图12中所示)、700(图13中所示)、800(图14和图15 中所示)、900(图16中所示)、1000(图17中所示)中的任一偏航轴承组件一起使用。出 于描述清晰的目的，现在将参照偏航轴承组件100描述该方法1100。
通过执行方法1100，在风力涡轮机10(图1中所示)中执行制动。通过控制系统 36(图1中所示)将命令和/或指令发送给风力涡轮机10的构件来执行方法1100。控制 系统36中的处理器40(图1中所示)用配置成执行方法1100的代码段编制程序。备选 地，在控制系统36可读的计算机可读介质上对方法1100进行编码。在此类实施例中，控制 系统36和/或处理器40配置成读取计算机可读介质，以执行方法1100。在示范性实施例 中，方法1100自动地连续执行和/或在选择的时间执行。备选地，在风力涡轮机10的操作 员请求时和/或当控制系统36确定要执行方法1100时，方法1100得到执行。
参看图1，2，4，5和18，在示范性实施例中，方法1100包括使外罩16相对于塔架 12旋转(步骤1102)。更具体地说，利用偏航轴承组件100，通过例如操作偏航马达66使 外罩16旋转(步骤1102)。为了防止外罩16继续旋转(步骤1102)，滑动垫144朝向第一 滑动面118和/或第二滑动面120而移动(步骤1104)，从而将制动力应用于第一滑动面 118和/或第二滑动面120。更具体地说，激励装置148使活塞140朝向第一滑动面118和21/或第二滑动面120移动(步骤1104)，从而将制动力应用于外罩16和塔架12之间。激励 装置148将滑动垫144保持(步骤1106)在第一滑动面118和/或第二滑动面120上，从 而保持外罩16的偏航位置。
为了调整外罩16的偏航位置，滑动垫144远离第一滑动面118和/或第二滑动面 120而移动(步骤1108)，从而释放和/或减少制动力。一旦充分减少制动力，外罩16如上 所述相对于塔架12而旋转(步骤1102)。
本文所述的实施例提供了一种偏航轴承组件，其包括具有滑动垫的制动组件，滑 动垫作用在滑动面上，以利于保持外罩组件的所需的偏航位置。同包括摩擦垫和/或摩擦 面的制动组件相比，上述实施例需要较少的作用力以改变外罩组件的偏航方向。此外，上述 偏航轴承组件利于保持外罩相对于塔架所需的偏航位置。本文所述的制动组件包括激励装 置，其将预加载力应用于环形齿轮上，以利于保持外罩的偏航位置。更具体地说，通过调整 制动系统的滑动垫相对于环形齿轮的滑动面的位置可调整预加载力。此外，本文所述的实 施例使用一个或多个滑动轴承而非滚珠轴承，以利于外罩相对于塔架的旋转，同包括滚珠 轴承的偏航轴承组件相比，其减少了偏航轴承组件的制造成本和/或维护成本。
上面详细描述了偏航轴承组件的示范性实施例和用于操作偏航轴承组件的方法。 这些组件并不局限于本文所述的特定的实施例，相反，系统的装配构件和/或方法的步骤 可与本文所述的其它构件和/或步骤独立地和分开地利用。例如，该组件还可结合其它轴 承系统和方法来使用，而不局限于仅仅以本文所述的风力涡轮机系统和方法来实践。相反， 示范性实施例可结合许多其它轴承应用实施和利用。
虽然在某些图中可能显示了而在其它图中没有显示本发明各种实施例的具体特 征，但这仅仅出于方便的目的。根据本发明的原理，任何附图特征都可与任何其它附图的任 何特征结合起来进行参照和/或要求保护。
本文使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域中的技术人员能够 实践本发明，包括制造和利用任何装置或系统，并执行任何所结合的方法。本发明的可专利 范围由权利要求限定，并且可包括本领域中的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示 例具有并非不同于权利要求语言的结构元件，或者如果其包括与权利要求语言无实质差异 的等效的结构元件，那么这些其它示例都属于权利要求的范围内。
权利要求
1.一种偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000)，包括第一构件，其具有第一滑动面(8 和第二滑动面(120)；和，制动组件，其相对于所述第一构件进行联接，并与所述第一滑动面和所述第二滑动面 的至少其中一个滑动面相邻，所述制动组件包括 活塞(140，534，638，734，842，930，1034)； 联接在所述活塞上的滑动垫(84)；和，激励装置(86，148，202，302，402，532，636，732，840，944，1032)，其联接在所述活塞上，用于使所述滑动垫相对于所述第一滑动面和所述第二滑动面的至少其中一个滑动面而移 动。
2.根据权利要求1所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述激励装置(86，148，202，302，402，532，636，732，840，944， 1032)包括至少一个杠杆臂(136)，其联接在所述活塞(140, 534,638, 734,842,930,1034)上； 双螺纹心轴(150)，其联接在所述至少一个杠杆臂上，所述心轴配置成将旋转运动转换 成基本线性运动；和，马达(162，542,646, 742，850，946，1044)，其联接在所述双螺纹心轴上，所述马达配置 成使所述双螺纹心轴旋转，用于调整所述活塞的位置。
3.根据权利要求1所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述激励装置(86，148，202，302，402，532，636，732，840，944， 1032)包括第一杠杆臂(136)，其联接在所述活塞(140, 534,638, 734,842,930,1034)上；第二杠杆臂，其联接在所述活塞上；第一杆006，316)，其联接在所述第一杠杆臂上；第二杆008，318)，其联接在所述第二杠杆臂上；和，缸体004，314)，其联接在所述第一杆(206，316)和所述第二杆(208，318)上，所述缸 体配置成使所述第一杆相对于所述第二杆而移动，用于调整所述活塞的位置。
4.根据权利要求1所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述激励装置(86，148，202，302，402，532，636，732，840，944， 1032)包括第一杠杆托架(304)，其联接在所述活塞(140, 534,638, 734,842,930,1034)上；第二杠杆托架，其联接在所述活塞上；第一杆006，316)，其联接在所述第一杠杆托架上；第二杆008，318)，其联接在所述第二杠杆托架上；和，缸体004，314)，其联接在所述第一杆和所述第二杆上，所述缸体配置成使所述第一杆 相对于所述第二杆而移动，用于调整所述活塞的位置。
5.根据权利要求1所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述第一构件包括限定所述第一滑动面(8 和所述第二滑动面 (120)的环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)，所述偏航轴承组件还包括相对 于所述环形齿轮而定位的支撑环(104，504，604，704，810，904，1004)，并且所述制动组件(80，134，530，634，730，838，928)联接在所述支撑环上。
6.根据权利要求5所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)的带角度的 面形成了所述第一滑动面(8 ，并且所述环形齿轮的基本水平对准的面形成了所述第二滑 动面(120)，而所述制动组件(80，134，530，634，730，838，928)联接在与所述第一滑动面相 邻的所述支撑环(104，504，604，704，810，904，1004)以及与所述第二滑动面相邻的所述支 撑环的其中一个支撑环上。
7.根据权利要求5所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)的带角度的 面形成了所述第二滑动面(120)，并且所述环形齿轮的基本水平对准的面形成了所述第一 滑动面(82)，而所述制动组件(80，134，530，634，730，838，928)联接在与所述第一滑动面 相邻的所述支撑环以及与所述第二滑动面相邻的所述支撑环(104，504，604，704，810，904， 1004)的其中一个支撑环上。
8.根据权利要求5所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)和所述支撑 环(104，504，604，704，810，904，1004)的至少其中一个包括多个分段(92)，其配置成利用 至少一个销(94)而联接在一起。
9.根据权利要求1所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述第一构件包括限定了所述第一滑动面(8 和所述第二滑动 面(120)的环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)，所述偏航轴承组件还包括相 对于所述环形齿轮而定位的所述外罩组件(16)的底座(58)，并且所述制动组件(80，134， 530，634，730，838，928)联接在所述底座上。
10.根据权利要求9所述的偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800， 900，1000)，其特征在于，所述环形齿轮(74，102，502，602，702，808，902，1002)的带角度的 面形成了所述第一滑动面(120)，并且所述环形齿轮的基本水平对准的面形成了所述第二 滑动面(82)，而所述制动组件(80，134，530，634，730，838，928)联接在与所述第一滑动面 相邻的所述底座(58)以及与所述第二滑动面相邻的所述底座的其中一个底座上。
全文摘要
本发明涉及与风力涡轮机使用的偏航轴承组件和利用其制动的方法，具体而言，一种偏航轴承组件(72，100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000)包括第一构件和制动组件，第一构件具有第一滑动面(82)和第二滑动面(120)，制动组件相对于第一构件进行联接并与第一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面相邻。制动组件包括活塞(140，534，638，734，842，930，1034)、联接在活塞上的滑动垫(84)和联接在活塞上的激励装置(86，148，202，302，402，532，636，732，840，944，1032)，用于使滑动垫相对于第一滑动面和第二滑动面的至少其中一个滑动面而移动。
文档编号F16C17/00GK102032123SQ20101050637
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者M·A·福尔默, S-P·苏布拉马尼安 申请人:通用电气公司