风力发电机的轴承保护用加热装置及轴承系统的制作方法_2

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旋支撑杆件以及双旋套筒,所述双旋套筒的两端分别连接所述左旋支撑杆件和所述右旋支撑杆件的一端,所述左旋支撑杆件和所述右旋支撑杆件的另一端分别支撑在同一组的两个圆弧段的内表面的中部。
[0024]进一步地,在所述双旋套筒的中部设置有用于旋转所述双旋套筒的加力杆。
[0025]进一步地,还包括对接弧段,设置在相邻的圆弧段的周圆方向的结合处,并与两侧的圆弧段固定连接。
[0026]进一步地,对接弧段呈“T”字形,所述“T”字形的竖条抵接在所述主轴的内壁上,相邻的圆弧段的侧壁与所述“T”字形的竖条的侧壁相抵接,所述“T”字形横条与所述相邻的圆弧段的内表面固定连接。
[0027]进一步地,所述柔性热源包括阻燃柔性电热源层和电绝缘弹性层,所述阻燃柔性电热源层贴合在所述主轴的内壁上,所述电绝缘弹性层设置在所述阻燃柔性电热源层和所述圆弧段的外表面之间。
[0028]进一步地,所述对接弧段中设置有压力传感器,用于测量所述柔性热源的压力。
[0029]进一步地,所述圆弧段由刚性材料制成。
[0030]进一步地,所述圆弧段数量为两个,所述圆弧段为半圆形圆弧段。
[0031]进一步地,所述阻燃柔性电热源层为硅橡胶加热垫。
[0032]进一步地,所述风力发电机为外转子内定子的结构,所述主轴为所述风力发电机的定轴。
[0033]进一步地,所述风力发电机为外定子内转子的结构,所述主轴为所述风力发电机的动轴。
[0034]进一步地,所述加热装置的设置位置与塔侧轴承和/或桨侧轴承相对应。
[0035]本实用新型的实施例提供了一种风力发电机的轴承系统,包括:风力发电机的主轴以及套设在所述主轴上的桨侧轴承和塔侧轴承,在所述主轴的内部并且与所述桨侧轴承和/或所述塔侧轴承对应的位置上,设置有上述任一项所述的风力发电机的轴承保护用加热装置。
[0036]进一步地,所述风力发电机为外转子内定子的结构,所述主轴为所述风力发电机的定轴,风力发电机的动轴通过所述桨侧轴承和所述塔侧轴承套设在所述定轴的外侧。
[0037]进一步地,所述风力发电机为外定子内转子的结构,所述主轴为所述风力发电机的动轴,风力发电机的定轴通过所述桨侧轴承和所述塔侧轴承套设在所述动轴的外侧。
[0038]本实用新型实施例提供的一种风力发电机的轴承保护用加热装置及轴承系统,通过支撑装置和多个圆弧段的组合将柔性热源与定轴内壁紧密接触以实现热传导方式的必要条件,同时将热源固定在风力发电机的主轴的内壁上,为轴承提供热源,使得轴承润滑脂不会冻结并且能够维持润滑脂流态化,延长了轴承的使用寿命,实现了柔性热源与风力发电机的主轴内壁的紧密接触。
【附图说明】
[0039]图1为本实用新型实施例的加热装置在风力发电机中的安装结构示意图;
[0040]图2为图1所示结构中I处的局部放大图;
[0041]图3为图2所示结构在A处的正视图;
[0042]图4为图3所示结构中II处的局部放大图;
[0043]图5为本实用新型实施例的热量传递示意图。
[0044]1-加热装置;11_圆弧段;111-对接弧段;12_柔性热源;121_阻燃柔性电热源层;122-电绝缘弹性层;13-支撑装置;131-左旋支撑杆件;132-右旋支撑杆件;133-双旋套筒;134-加力杆;2_风力发电机;21_轴承;21a-浆侧轴承;21b_塔侧轴承;211_轴承外圈;212-轴承内圈;213-滚动体;22_定轴;221_定轴内腔;23_动轴;24_机舱;25_叶轮;26-导流罩;27-塔筒。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本实用新型实施例提供的风力发电机的轴承保护用加热装置进行详细描述。
[0046]永磁直驱外转子风力发电机轴系的定子主轴与转子的转动轴之间设置有轴承。在冬季寒冷地区,轴承中的轴承润滑脂在停机后会出现冻结现象。当轴承润滑脂冻结时,强行起机一方面会造成轴承滚动体在轴承滚道面上瞬间出现打滑,轴承滚动体与轴承滚道面之间的滚动摩擦变为滑动摩擦,轴承滚动体持续打滑,造成轴承滚动体变形。另一方面会造成轴承滚动体与轴承保持架冻结成一体,强行启机使得轴承滚动体与轴承保持架整体发生滑动,进而损坏保持架,多次持续作用会导致轴承失效。
[0047]为了延长轴承的使用寿命,在风力发电机组启动前需要给轴承润滑脂预热解冻(或维持轴承润滑脂维持流态化状态)。在已经投入运行的永磁直驱外转子风力发电机(处在机舱外自然环境)轴上后续再加装柔性热源,以解决轴承润滑脂在“冬至”节气后的“三九”、“四九”时段冻结的问题。柔性热源的设计、柔性热源的固定位置以及柔性热源的支撑装置是待解决的课题。
[0048]在介绍本实用新型实施例的原理之前,首先对柔性热源的使用背景和安装等进行简单介绍。
[0049]1、柔性热源及其使用现状
[0050]目前,柔性热源使用较多的是硅橡胶加热垫,根据不同习惯我们把硅橡胶加热垫又称硅橡胶加热片、硅橡胶加热板、硅橡胶电热片、硅橡胶电热板、硅橡胶电热膜、聚酰亚胺电热膜、透明PET电热膜、防水电热器、娃橡胶加热器(silicon rubber heaters),娃橡胶加热单元(silicon rubber heating element)等。还有带温控与不带温控的娃橡胶加热垫。
[0051]硅橡胶加热垫是一种通电即发热的薄片,硅橡胶加热垫的芯子采用镍铬丝或蚀刻成一定形状的镍铬箔,具有很高的可靠性。硅橡胶加热垫的制作方式为:厚度0.02mm?
0.1mm的镍铬箔蚀刻成一定的形状,两面包以导热绝缘材料,经高温模压成形及老化热处理而成。硅橡胶加热垫为红色或其他颜色的柔软且能紧密贴附在各种曲面的软片,可依各种形状和功率制作,硅橡胶加热垫的特点:发热迅速,导电即热,面功率密度8w/cm2。硅橡胶加热垫的热容量小,其热源开启、关断迅速,热效率高。在煮液体的情况下,发热膜本身的温度仅高出液体几十度,比普通电炉节能2 — 3倍。耐水、耐酸、耐碱,电绝缘强度高。机械强度高:机械压力200kg/cm2。体积小:在使用中加热片几乎不占空间。使用方便:由于其本身绝缘,无明火,对于保温在工艺上大为简化。耐温范围宽:从_60°C?250°C,。寿命长:在正常使用条件下,几乎可以永久的连续使用。镍铬箔可耐任何腐蚀,硅橡胶加热垫表面抵抗力高达200kg/cm2。娃橡胶加热垫亦可选择大小尺寸,软硬度和厚薄度。
[0052]结构上:硅橡胶加热垫由两张玻璃纤维布及双片压硅胶合制而成的硅胶玻璃纤维布构成。硅橡胶加热垫为薄片状产品(标准厚度为1.5_),具有很好的柔软性,可以做到与被加热物体完全紧密接触。因为它具有柔性,容易贴近被加热物体,形状可以根据实际需要设计。这样,就能够将热传递到任何所需的地方。硅橡胶加热垫是经过排列后的镍合金电阻线组成,安全可靠。该产品广泛应用于医疗保健、仪器仪表机械设备等管状,面状防冻、保温加热等领域。硅橡胶是一种新型的高分子弹性材料,有极好的耐高温性能和耐低温性能,具有极佳的回弹性和永久变形小的特性。在电性能方面:即使短路生成的二氧化硅仍为绝缘体。表面性能:与许多材料不会发生粘接。
[0053]2、柔性热源在风电场现场安装固定遇到的困难
[0054]在东北、西北、西藏地区风电场已经投运和将要投运的相当数量的直驱外转子风力发电机,地处寒冷的自然环境,风力发电机轴系在先前设计时缺乏轴承润滑脂的防冻措施。需要后续补充电热设备,确定电热设备的类型,电热设备的固定方式。定子主轴内腔表面已做过防腐措施。借助风力发电机定子主轴内腔通道,也是机舱内动力电源线、数据通信线进入风机轮毂内的唯一通道。这一通道需要保持畅通,防火安全要求万无一失。
[0055]在风力发电机定子主轴内腔架设热风机加热设备不节能。采用粘接的方式将柔性热源与定子主轴腔体的内壁固定,柔性热源在长期受迫振动的状态下,存在脱落带来的温度失控、失火等隐患。风力发电机定子主轴内腔出现_45°C —+60°C的温度交变,长期振动与温度交变作用将会导致粘接剂失效。同时,柔性热源即使粘接在内腔壁面,其另一面也会向内腔辐射散热,需要加装绝热隔热层,增加了柔性热源的重量,使得柔性热源更容易脱落。需要固定柔性热源的同时,还需要维持风力发电机定子主轴内腔腔体畅通,加热考虑节能的要求需要柔性热源与风力发电机定子主轴内腔表面实现“紧密接触”。如果“紧密接触”做不到,柔性热源自身将烧毁、失效,甚至引起火灾。但是,目前电热设备行业在使用柔性热源加热时尚需要探索在极端自然环境下使用时固定工装开发的案例。原因:仅仅靠粘接技术(粘接工艺)无法保证牢固要求,即使在风力发电机出厂前在室内对热源实施粘接工艺,在数百公里的长途运输颠簸振动过程容易导致热源及绝热材料脱落。脱落后,在现场冬季是难以实施粘接工艺的,低温导致粘接剂失效或粘接性能降低。即使在夏季,实现了现场粘接,也需要对热源、绝热材料实施固定防止脱落的措施。另一方面,首选并不采用粘接方式,原因在于:对热源与风力发电机定轴内壁实施粘接后,并不利于热源材料热胀冷缩,相反,还是一种限制,会对粘接面产生剪切应力,容易造成风力发电机定轴内腔避免原防腐层脱落受损,对热源硅橡胶材料表面也是如此。风力发电机处于无人值守的野外自然环境,一旦风机失火难以救助,甚至导致下风向草场、风机失火损失惨重。
[0056]基于以上情况提出了本实用新型实施例的技术原理:通过支撑装置和多个圆弧段的组合将柔性热源紧密接触风力发电机定轴内腔壁面
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