风力发电机的风轮及其变桨轴承的制作方法

本发明涉及一种风力发电机的风轮及其变桨轴承。

背景技术：

在风力发电机中，叶片通过变桨轴承安装到风轮主体上，变桨轴承用于调整叶片的迎风角度，实现对叶片输出功率的控制和对叶片安全性的保证，是风力发电机的关键组成部分。为了保证变桨轴承的使用可靠性及使用寿命，需要对变桨轴承进行良好的密封及润滑。变桨轴承的润滑需要满足新油脂持续、充分、均匀地注入润滑滚道，并在润滑滚道内顺畅流动，以实现废旧油脂的顺利排出。

变桨轴承包括第一直径和垂直于第一直径的第二直径，变桨轴承沿第一直径分为迎风侧和背风侧，迎风侧位于风轮的前侧，背风侧位于风轮的后侧。由于风轮仰角和叶片锥角的存在，变桨轴承的背风侧始终处于相对靠下的位置，导致变桨轴承无论采用哪种打油模式，在风机的工作过程中，油脂都会因受到重力及离心力的作用而堆积到背风侧。

申请公布号为cn103671558a，申请公布日为2014年03月26日的发明专利申请公开了一种风力发电机组变桨轴承润滑油路结构，上述专利的变桨轴承中每列滚道中的进油孔和排油孔相间分布，第一列的进油孔、排油孔分别和第二列的排油孔、进油孔对应，变桨轴承通过进油孔向润滑滚道中注油。

对比文件中采用出油口均匀分布的方式，目的是使油脂从变桨轴承的各个区域均匀排出，而实际情况是变桨轴承受到离心力和重力的影响，导致润滑滚道中绝大部分油脂聚集到背风侧处，所以对比文件的目的实现的可能性较小。而背风侧上的出油口无法满足旧油脂从润滑滚道中流出要求，这种情况导致旧油脂堆积在润滑滚道中影响新油脂的流动，从而影响变桨轴承的润滑，并且旧油脂的堆积会加剧油脂泄漏及滚道磨损。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风力发电机的风轮，用以解决现有技术中的变桨轴承中旧油脂堆积在润滑滚道中影响新油脂的流动，从而影响变桨轴承的润滑的问题，本发明另外的目的在于提供一种变桨轴承，用以解决现有技术中的变桨轴承中旧油脂堆积在润滑滚道中影响新油脂的流动，从而影响变桨轴承的润滑的问题。

为实现上述目的，本发明的变桨轴承的技术方案是：变桨轴承，包括外圈和内圈；外圈与内圈中的其中一个上设有进油口和出油口；

以第一直径为边界将变桨轴承分为迎风侧和背风侧；

背风侧以第二直径为边界分为第一区域和第二区域；第一直径和第二直径相互垂直；

第一区域和第二区域内分别设有排油区；

所述排油区上设置的出油口的数量和/或大小能够满足变桨轴承的整体排油要求。

本发明的变桨轴承的有益效果是：根据油脂的排出情况，在油脂排出量较大的部位设置数量和/或大小能够满足变桨轴承的整体排油要求的出油口，使旧油脂能够顺利从润滑滚道中排出，通过上述方式，避免旧油脂堆积导致的泄漏、磨损以及油脂流动性差的问题，从而保证了变桨轴承的润滑。

进一步的，每处排油区对应的变桨轴承的圆心角的角度为65°-75°。

其有益之处在于，更精确的限定背风侧上靠近迎风侧的区域，利于满足变桨轴承的排油要求。

进一步的，所述排油区一侧以第一直径为边界。

其有益之处在于，更符合实际情况，利于排油。

进一步的，所述排油区设有进油口，排油区上的进油口与出油口间隔布置。

其有益之处在于，利于排油区的润滑。

进一步的，所述排油区上位于同一列的相邻进油口之间设有至少两个出油口。

其有益之处在于，利于排油。

进一步的，所述迎风侧设有进油口和透气孔而不设置出油口；

所述透气孔用于平衡迎风侧的润滑滚道的压力。

其有益之处在于，不设置出油口，减少不必要油孔数量，便于轴承加工，降低成本，设置透气孔用于在变桨轴承通过进油口进油时，平衡迎风侧的润滑滚道的压力，利于新油脂的流动。

进一步的，所述迎风侧设有进油口和透气孔；

所述迎风侧上的进油口和透气孔均设置在第二直径附近。

其有益之处在于，内部预留一定的油脂空间有利于保证润滑油脂通道的流动性。

进一步的，所述背风侧位于第二直径附近的区域不设置出油口。

其有益之处在于，因为背风侧靠近第二直径附近的区域处的油脂可以依靠油脂的流动，从排油区处的出油口流出，不影响变桨轴承的排油要求，所以采用这种形式能够减少不必要油孔数量，便于轴承加工，降低成本。

进一步的，所述背风侧位于第二直径附近的区域不设置进油口。

其有益之处在于，风力作用在叶片上，叶片对变桨轴承的内圈或外圈施加沿第二直径朝向背风侧的力，使变桨轴承的内圈相对于变桨轴承的外圈具有一定的偏移量，影响密封圈的密封性能，背风侧第二直径两侧过多的注入油脂会增大密封圈缝隙处漏脂的可能，而背风侧第二直径两侧聚集的油脂流动和内外圈的转动作用即可满足瓶颈区的润滑需求，因此背风侧第二直径两侧不设置更有利于保证润滑和油脂排出。

本发明的风力发电机的风轮的技术方案是：风力发电机的风轮，包括风轮主体、叶片和变桨轴承，所述叶片通过变桨轴承装配到风轮主体上，

变桨轴承，包括外圈和内圈；外圈与内圈中的其中一个上设有进油口和出油口；

以第一直径为边界将变桨轴承分为迎风侧和背风侧；

背风侧以第二直径为边界分为第一区域和第二区域；第一直径和第二直径相互垂直；

第一区域和第二区域内分别设有排油区；

所述排油区上设置的出油口的数量和/或大小能够满足变桨轴承的整体排油要求。

本发明的变桨轴承的有益效果是：根据油脂的排出情况，在油脂排出量较大的部位设置数量和/或大小能够满足变桨轴承的整体排油要求的出油口，使旧油脂能够顺利从润滑滚道中排出，通过上述方式，避免旧油脂堆积导致的泄漏、磨损以及油脂流动性差的问题，从而保证了变桨轴承的润滑。

进一步的，每处排油区对应的变桨轴承的圆心角的角度为65°-75°。

其有益之处在于，更精确的限定背风侧上靠近迎风侧的区域，利于满足变桨轴承的排油要求。

进一步的，所述排油区一侧以第一直径为边界。

其有益之处在于，更符合实际情况，利于排油。

进一步的，所述排油区设有进油口，排油区上的进油口与出油口间隔布置。

其有益之处在于，利于排油区的润滑。

进一步的，所述排油区上位于同一列的相邻进油口之间设有至少两个出油口。

其有益之处在于，利于排油。

进一步的，所述迎风侧设有进油口和透气孔而不设置出油口；

所述透气孔用于平衡迎风侧的润滑滚道的压力。

其有益之处在于，不设置出油口，减少不必要油孔数量，便于轴承加工，降低成本，设置透气孔用于在变桨轴承通过进油口进油时，平衡迎风侧的润滑滚道的压力，利于新油脂的流动。

进一步的，所述迎风侧设有进油口和透气孔；

所述迎风侧上的进油口和透气孔均设置在第二直径附近。

其有益之处在于，内部预留一定的油脂空间有利于保证润滑油脂通道的流动性。

进一步的，所述背风侧位于第二直径附近的区域不设置出油口。

其有益之处在于，因为背风侧靠近第二直径附近的区域处的油脂可以依靠油脂的流动，从排油区处的出油口流出，不影响变桨轴承的排油要求，所以采用这种形式能够减少不必要油孔数量，便于轴承加工，降低成本。

进一步的，所述背风侧位于第二直径附近的区域不设置进油口。

其有益之处在于，风力作用在叶片上，叶片对变桨轴承的内圈或外圈施加沿第二直径朝向背风侧的力，使变桨轴承的内圈相对于变桨轴承的外圈具有一定的偏移量，影响密封圈的密封性能，背风侧第二直径两侧过多的注入油脂会增大密封圈缝隙处漏脂的可能，而背风侧第二直径两侧聚集的油脂流动和内外圈的转动作用即可满足瓶颈区的润滑需求，因此背风侧第二直径两侧不设置更有利于保证润滑和油脂排出。

附图说明

图1为本发明的风力发电机的风轮的具体实施例1的结构示意图（不包含叶片，仅用于示意各区域的位置，不用于表示各区域的角度）；

图2为图1中变桨轴承沿直径进行剖切的剖视图；

图3为图1中迎风侧进油区bh上的进油口与透气孔的排布示意图；

图4为图1中第一排油区cd上的进油口与出油口的排布示意图；

图5为图1中变桨轴承上的进油口、出油口、透气孔的排布示意图；

图6为本发明的风力发电机的风轮的具体实施例2中迎风侧进油区bh上的进油口与透气孔的排布示意图；

图7为本发明的风力发电机的风轮的具体实施例2中变桨轴承上的进油口、出油口、透气孔的排布示意图；

图8为本发明的风力发电机的风轮的具体实施例3的结构示意图（不包含叶片，仅用于示意各区域的位置，不用于表示各区域的角度）；

图9为图8中变桨轴承的剖视图；

图10为图8中变桨轴承上的进油口、出油口、透气孔的排布示意图；

图11为本发明的风力发电机的风轮的具体实施例4的变桨轴承上的进油口、出油口、透气孔的排布示意图；

图中：1、外圈，2、内圈，3、上润滑滚道，4、下润滑滚道，5、滚道间隔部，6、外密封，7、内密封，8、风轮主体，9、透气孔，10、进油口，11、出油口,201、外圈，202、内圈，203、上润滑滚道，204、下润滑滚道，205、滚道间隔部，206、外密封，207、内密封，301、进油口，302、透气孔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中风力发电机的风轮的具体实施例1（本实施例中，内圈与叶片固定连接，进油口、出油口和透气口均设置在外圈上），如图1所示，风力发电机的风轮，用于将风能转化为动能，包括风轮主体8、变桨轴承和叶片（图中未显示）。叶片通过变桨轴承装配到风轮主体8上，变桨轴承配设有变桨驱动装置（图中未示出），通过变桨驱动装置与变桨轴承配合调整叶片的迎风角度，实现对叶片输出功率的控制和对叶片安全性的保证。如图2所示，变桨轴承包括外圈1、内圈2，外圈1直径为φ2680mm，设有92个安装孔。外圈1和内圈2围成相互平行的上润滑滚道3和下润滑滚道4，上润滑滚道3和下润滑滚道4之间具有滚道间隔部5，外圈1和内圈2之间还设有外密封6和内密封7，外密封6和内密封7用于避免油脂从内圈2和外圈1之间的间隙溢出。

因为风轮的作用是将风能转换为动能，所以风轮在实际工作过程中通常处于迎风的位置。根据这种情况，在变桨轴承上定义第一直径cg（如图1所示）,变桨轴承以第一直径cg为边边界分隔成前侧的迎风侧和后侧的背风侧。为了便于描述，在变桨轴承上定义第二直径ae，第一直径cg和第二直径ae相互垂直且相交于变桨轴承所在圆的圆心o，背风侧上的区域ce构成第一区域，背风侧上的区域ge构成第二区域。

如图1所示，背风侧包括第一排油区cd、第二排油区gf和瓶颈区df，第一排油区cd所对应的圆心角∠cod与第二排油区所对应的圆心角∠fog均为75°，瓶颈区df对应付的圆心角∠dof为30°。如图4和图5所示，以第一排油区cd为例，第一排油区cd上设有进油口10和出油口11，出油口11处安装有集油瓶。沿润滑滚道的延伸方向，相邻两个进油口10之间设有两个出油口11，上润滑滚道3上的进油口10与下润滑滚道4上的进油口10的位置对应，上润滑滚道3上的出油口11与下润滑滚道4上的出油口11的位置对应。在对应的润滑滚道中，相邻的两个出油孔11以及相邻的进油孔与出油孔之间的间隔在圆周上对应的弧长为274mm（如图5所示，相邻的两个出油孔11以及相邻的进油孔与出油孔之间间隔三个安装孔），第二排油区gf上的进油口10与出油口11的排布方式与第一排油区cd相同，不再赘述，在瓶颈区df上既不设置进油口也不设置出油口，依靠内圈2和外圈1的相对转动以及油脂的流动对瓶颈区df进行润滑。

如图1所示，迎风侧包括进油区bh、第一空置区bc和第二空置区hg，进油区bh对应的圆心角∠boh为130°，第一空置区bc对应的圆心角∠boc和第二空置区hg对应的圆心角∠hog均为25°。如图3和图5所示，进油区bh上的上润滑滚道3和下润滑滚道4均设有进油口10，上润滑滚道3上的进油口10与下润滑滚道4上的进油口10错开布置，上润滑滚道3上的相邻进油口10之间的间隔与下润滑滚道4上相邻进油口10之间的间隔相同。进油区bh处的滚道间隔部5上设有透气孔9，透气孔9处安装有防尘防水透气帽，透气孔9的位置与进油口10错开，透气孔的直径为φ10，透气孔9与上润滑滚道3上的相邻进油口10之间的间隔在圆周上对应的弧长为274mm，透气孔9与下润滑滚道4上的相邻进油口10之间的间隔在圆周上对应的弧长为274mm（如图5所示，透气孔9与上润滑滚道3上的相邻进油口10之间间隔有三个安装孔，透气孔9与下润滑滚道4上的相邻进油口10之间间隔有三个安装孔）。第一空置区bc和第二空置区hg上不设置进油孔、排气孔和出油孔。

变桨轴承的外圈1或内圈2上需要设置堵塞孔，本实施例中堵塞孔设置在外圈上但不影响透气孔、进油孔和出油孔的排布，未具体体现堵塞孔位置，其他实施例中，堵塞孔也可以设置在内圈上，无论设置在内圈还是外圈，当透气孔、进油孔和出油孔的排布受到堵塞孔的干涉时，对应的透气孔、进油孔或出油孔的位置需进行微调。

本实施例中，出油口11的尺寸为m14×1.5，出油口的数量为16个，进油口的尺寸为m10×1，在其他实施例中，可以采用其他形式，例如，根据实际使用情况对出油口11的数量和大小进行调整，以能够满足变桨轴承的整体排油要求为准。又如，在适用于不同的实际使用情况时，不改变出油口的数量，通过调整出油口的大小满足变桨轴承的整体排油要求。又如，在适用于不同的实际使用情况时，不改变出油口的大小，通过调整出油口的数量满足变桨轴承的整体排油要求。

本实施例中，变桨轴承外圈1直径为φ2680mm，设有92个安装孔，其他实施例中，可以根据风机型号和实际使用情况选择其他尺寸和安装孔排布情况的变桨轴承，此时进油口、出油口、透气孔之间的间隔距离作出适应性调整。

本发明的风力发电机的风轮的具体实施例2，如图6和图7所示，本实施例与具体实施例1的区别在于:第一，迎风侧上进油口301和透气孔302的排布形式不同：上滚道中的进油口与相邻的下滚道中的进油口之间设有一个透气孔302，即进油口与排气孔呈w形布置。

第二，第一排油区与第二排油区对应的圆心角均为65°，进油区对应的圆心角为140°。

本发明的风力发电机的风轮的具体实施例3，如图8、图9和图10所示，风轮包括风轮主体、叶片（图中未示出）和变桨轴承，变桨轴承包括外圈201、内圈202、上润滑滚道203、下润滑滚道204、滚道间隔部205、上密封206和下密封207，内圈2直径为φ1920mm，设有72个安装孔。本实施例与具体实施例2的区别仅在于，第一，外圈201与叶片固定连接，进油口、出油口和透气孔均设置在内圈202上，此时，进油口、出油口、透气孔的数量以及间距都产生了适应性变化。

第二，进油区对应的角度为130°。

本发明的风力发电机的风轮的具体实施例4，如图11所示，本实施例与具体实施例3的区别在于，第一，进油区对应的圆心角为140°，第一排油区与第二排油区对应的圆心角均为75°。

第二，进油区上的进油口与透气孔的排布形式如图3所示。

其他实施例中，所述第一排油区和第二排油区对应的圆心角的角度能够根据实际使用情况进行调整，优选的，各排油区对应的圆心角的角度为65°-75°。

具体实施例1中，排油区以第一直径与外圈的交点为边界，在其他实施例中，可以采取其他形式，例如，排油区与第一直径之间具有间隔。

具体实施例1中，排油区设有进油口，排油区上的进油口与出油口间隔布置，其他实施例中可以采取其他形式，例如，排油区分为两部分，一部分上只设置进油口，另一部分上只设置出油口。

具体实施例1中，排油区上相邻进油口之间设有两个出油口，其他实施例中，可以采用其他形式，例如，相邻两个进油口之间设置三个出油口，或者，相邻两个进油口之间设置一个尺寸较大的出油口。

具体实施例1中，迎风侧设有进油口和透气孔而不设置出油口；其他实施例中，可以采用其他形式，例如，迎风侧设置进油口、出油口和透气孔，出油口和透气孔共同平衡风侧的压力，或者，在透气口处不安装防尘防水透气帽而是安装集油瓶，此时透气口变成排油口，通过出油口平衡进油口进油时带来的压力。

具体实施例1中，迎风侧上的进油口和透气孔均设置在进油区，其他实施例中，可以采取其他方式，例如，空置区也设有进油口和/或透气孔。

具体实施例1中，瓶颈区不设置进油口和出油口，其他实施例中，可以采取其他形式，例如，瓶颈区设置进油口和/或出油口。以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

本发明的变桨轴承的具体实施例与上述风力发电机的风轮的具体实施例中的变桨轴承的结构相同，不再赘述。