轴承结构制造技术

本发明专利技术描述一种电动机械(3)的轴承结构(1)，所述电动机械(3)包括延伸穿过壳体(230)的驱动轴(23)，所述轴承结构(1)包括围绕所述驱动轴(23)的前端(FE)布置的前端轴承(1F)，以及围绕所述驱动轴(23)的相对端部(BE)布置的后端轴承(1B)；其中轴承(1F,1B)包括布置在所述驱动轴(23)与所述壳体(230)之间的环形空间(231,232)中的多个轴承垫(10)，并且其中至少一个轴承(1F,1B)包括轴承垫(10)围绕所述驱动轴(23)的不均匀分布。本发明专利技术还描述一种包括此类轴承结构(1)的风力涡轮机(2)。

Bearing structure

The invention relates to an electric machine (3) bearing structure (1), the electric machine (3) includes a housing (230) extending through the drive shaft (23), the bearing structure (1) includes around the drive shaft (23) of the front end (FE) (the front bearing arrangement 1F), as well as around the drive shaft (23) opposite ends of the rear bearing arrangement (BE) (1B); (1F, 1B) in which the bearing arrangement includes in the drive shaft (23) with the housing (230) (231232) of the annular space between a plurality of bearing pad in (10), and at least one bearing (1F, 1B) includes a bearing pad (10) around the driving shaft (23) uneven distribution. The invention also describes a wind turbine (2) including such a bearing structure (1).

【技术实现步骤摘要】
轴承结构
本专利技术描述一种用于将驱动轴支撑在壳体内部的电动机械的轴承结构。本专利技术还描述一种包括此类轴承结构的风力涡轮机。
技术介绍
风力涡轮机通常包括安装在塔架的顶部上并封闭发电机的机舱。一类发电机安装到驱动轴，驱动轴由包括安装到机舱的逆风端处的毂的多个叶片的转子转动。转子响应于叶片上的空气流而转动。驱动轴必须以某一方式牢固地固持以确保旋转到发电机的有效传递。为此，驱动轴通常由壳体固持在适当位置，其中一个或多个主轴承在驱动轴与壳体之间以允许驱动轴的平滑运动。通常，主轴承使用滚柱轴承（诸如滚珠轴承、滚柱轴承或锥形滚柱轴承）构造。然而，此类轴承的滚珠（ball）或滚柱（roller）必须被机加工到极高精度，并且通常非常昂贵。磨耗可导致对一个或多个轴承和滚道的损坏。为更换受损部件（滚柱或滚珠），通常需要拆卸容纳移动部件的整个罩或座圈，使得维修和更换程序通常昂贵。作为滚珠轴承或滚柱轴承的替代物，可代替使用流体轴承或滑动轴承。在轴承（诸如流体轴承）中，轴承垫与所支撑组件之间的流体薄膜允许该组件容易在轴承垫上滑动。然而，以使磨损和维护成本最小化的方式分布和设计流体或滑动轴承的垫是有问题的。通常，由于任何轴承设计都通常旨在使负载均匀分布在轴承部件上，因此多个垫将均匀隔开，即在驱动轴的每一端处围绕周边按均匀分布方式布置。然而，在流体轴承或滑动轴承的情况下，该设计涉及相对大量的轴承垫，从而导致较高成本。大量的垫还导致功率损耗增加、可导致稍微太厚的过载垫的较大的“超出公差”风险、垫故障的较大风险等。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种避免上述问题的主轴承。该目的通过权利要求1的轴承结构并通过权利要求13的风力涡轮机实现。根据本专利技术，该轴承结构旨在用于包括延伸穿过壳体的驱动轴的电动机械中。该轴承结构包括围绕驱动轴的前端布置的前端轴承以及围绕驱动轴的另一端布置的后端轴承，其中轴承包括布置在驱动轴与壳体之间的环形空间中的多个轴承垫，并且其中至少一个轴承包括轴承垫围绕驱动轴的不均匀分布。在本专利技术的上下文中，前端轴承可被理解成前端主轴承，并且后端轴承可被理解成后端主轴承。驱动轴然后由两个主轴承固持在适当位置，任一端处有一个轴承，即，一个轴承在前端或“驱动端”处，并且一个轴承在驱动轴的后端或“非驱动端”处。当电动机械是风力涡轮机的发电机时，前端逆风并且后端顺风。根据本专利技术的轴承结构的优点在于，轴承垫按最佳方式分布在驱动轴周围以在需要的地方准确地提供支撑。以此方式，在所有加载条件下，驱动轴被始终最佳支撑。根据本专利技术，该风力涡轮机包括具有被布置成将旋转从风力涡轮机的转子传递到发电机的驱动轴的发电机，并且其还包括布置在驱动轴与驱动轴壳体之间的此类轴承结构，其安装为主轴承以将驱动轴支撑在壳体中。根据本专利技术的轴承结构的优点在于，支撑驱动轴的主轴承可以使用相对经济的流体轴承或滑动轴承设计，同时可以有利地最小化轴承垫上的磨损。以此方式，可以减少构造成本和维护成本。本专利技术的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出，如在以下描述中所揭示的。可以适当组合不同权利要求类别的特征以给出在本文中未描述的其它实施例。在下文中，可以假定，风力涡轮机由包括安装到逆风侧处的毂的叶片的多个转子驱动。该旋转毂安装到容纳在轴承壳体中的旋转驱动轴。电动发电机安装在驱动轴和轴承壳体上。驱动轴必须以其自由旋转的方式并且以其不受相反力影响的方式安装。为此，驱动轴通常由壳体封闭，其中主轴承在驱动轴的任一端处的环形区域中。在本专利技术的上下文中，主轴承应被理解为布置在驱动轴的一端处的环形区域中的一组轴承垫。在下文中，在不以任何方式限制本专利技术的情况下，可以假定，轴承包括流体轴承或滑动轴承。旋转轴与壳体之间的流体轴承通常包括多个轴承垫，每一轴承垫具有成形为抵靠该轴的接触表面。轴承垫通常安装在枢轴或衬里上。轴承垫与旋转轴之间的流体膜确保该轴可以围绕其轴线平滑旋转。驱动轴可被视为被布置成水平放置的大体柱形组件，并且其可以由包含驱动轴的旋转轴线的水平平面虚拟地划分成上半部和下半部。可以根据该水平平面限定本专利技术的轴承分布，使得轴承垫的不均匀分布应被理解为意味着不同数量的轴承垫围绕上半部和下半部布置。例如，在驱动轴的一端处，较小数量的轴承垫可以布置在一个半圆形半部上，并且较大数量的轴承垫可以布置在另一半圆形半部周围。在本专利技术的一个优选实施例中，前端轴承包括轴承垫围绕驱动轴的不均匀分布。在本专利技术的特别优选的实施例中，与围绕驱动轴的上半部布置的轴承垫相比，前端轴承包括围绕驱动轴的下半部布置的更多的轴承垫。例如，对于布置在前端轴承的上半圆形半部中的一定数量的轴承垫，可存在布置在前端轴承的下半圆形半部中的一个或两个更多的轴承垫。在本专利技术的风力涡轮发电机的一个示例性实施例中，前端轴承包括十个流体轴承垫，其中六个围绕驱动轴的下半部布置。根据发电机规格和其将要暴露至的负载，前端轴承中的不均匀轴承分布可足以确保负载的有利分布。因此，在涉及具有不均匀的轴承垫分布的前端轴承的该设计中，后端轴承可以包括均匀的轴承垫分布。然而，特别是在大型风力涡轮发电机的情况下，即使前端主轴承已经被设计成经受最大加载，后端轴承也可能经受显著加载。因此，在本专利技术的另一优选实施例中，后端轴承包括轴承垫围绕驱动轴的不均匀分布。在本专利技术的特别优选的实施例中，与围绕驱动轴的下半部布置的轴承垫相比，后端轴承包括围绕驱动轴的上半部布置的更多的轴承垫。例如，对于布置在后端轴承的下半圆形半部中的一定数量的轴承垫，可存在布置在后端轴承的上半圆形半部中的一个或两个更多的轴承垫。在本专利技术的风力涡轮发电机的另一示例性实施例中，后端轴承包括十个流体轴承垫，其中六个围绕驱动轴的上半部布置。同样在该情况下，根据发电机规格和其将暴露至的负载，后端轴承中的不均匀轴承垫分布可足以确保负载的有利分布，并且前端轴承可以包括均匀轴承垫分布。此类风力涡轮机的驱动轴上的加载通常表现为驱动轴的前端上的向下力和驱动轴的后端上的向上力。因此，在本专利技术的特别优选的实施例中，前端主轴承在其下半部中包括较大数量的轴承垫，并且后端主轴承在其上半部中包括较大数量的轴承垫。以该方式，驱动轴上的不均匀加载可以最佳地由任一端处的主轴承抵消。当然，替代性实施例同样是可能的，其中垫在顺风侧上均匀分布和垫在逆风侧上不均匀分布，或者垫在逆风侧上均匀分布和垫在顺风侧上不均匀分布。如上文所指示的，主轴承包括分布在驱动轴的一端周围的一组轴承垫。优选地，主轴承的轴承垫围绕垂直轴线对称布置。该垂直轴线可以由包含驱动轴的旋转轴线的垂直平面限定。垂直对称应被理解为涉及垂直轴线的任一侧上的轴承垫的数量，例如在垂直轴线的任一侧上有五个轴承垫。使用上述的示例性前端主轴承，两个轴承垫将布置在垂直轴线的一侧上的上半部中，并且三个轴承垫将布置在垂直轴线的另一侧上的下半部中。在本专利技术的轴承结构的优选实施例中，至少一个轴承配备有压力施加构件，其被实现成向轴承垫施加压力以便将轴承垫的接触表面压靠在驱动轴的外表面上。在一个优选实施例中，压力施加构件包括布置在壳体与轴承垫之间的至少一个弹簧加载组件。例如，甚至在驱动轴经受源自转子的轴向力时，布置在轴承衬里上的一对弹簧（每一侧上一个）可以有效地将弯曲接触表面压靠在驱动轴上。在替代性实现方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机械(3)的轴承结构(1)，所述电动机械(3)包括延伸穿过壳体(230)的驱动轴(23)，所述轴承结构(1)包括‑ 围绕所述驱动轴(23)的前端(FE)布置的前端轴承(1F)，和‑ 围绕所述驱动轴(23)的相对端部(BE)布置的后端轴承(1B)；其中轴承(1F, 1B)包括布置在所述驱动轴(23)与所述壳体(230)之间的环形空间(231, 232)中的多个轴承垫(10)，并且其中至少一个轴承(1F, 1B)包括轴承垫(10)围绕所述驱动轴(23)的不均匀分布。

【技术特征摘要】
2016.07.29 EP 16181950.31.一种电动机械(3)的轴承结构(1)，所述电动机械(3)包括延伸穿过壳体(230)的驱动轴(23)，所述轴承结构(1)包括-围绕所述驱动轴(23)的前端(FE)布置的前端轴承(1F)，和-围绕所述驱动轴(23)的相对端部(BE)布置的后端轴承(1B)；其中轴承(1F,1B)包括布置在所述驱动轴(23)与所述壳体(230)之间的环形空间(231,232)中的多个轴承垫(10)，并且其中至少一个轴承(1F,1B)包括轴承垫(10)围绕所述驱动轴(23)的不均匀分布。2.根据权利要求1所述的轴承结构，其中，轴承(1F,1B)由包含所述驱动轴(23)的旋转轴线(R)的水平平面(H)虚拟地划分成上半部(1F_u,1B_u)和下半部(1F_l,1B_l)，并且其中轴承垫(10)的不均匀分布包括在所述上半部(1F_u,1B_u)和所述下半部(1F_l,1B_l)中的不同数量的轴承垫(10)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的轴承结构，其中，所述前端轴承(1F)包括轴承垫(10)围绕所述驱动轴(23)的不均匀分布。4.根据权利要求3所述的轴承结构，其中，所述前端轴承(1F)在其下半部(1F_l)中比在其上半部(1F_u)中包括更多的轴承垫(10)。5.根据权利要求3或权利要求4所述的轴承结构，其中，所述后端轴承(1B)在其上半部(1B_U)中比在其下半部(1B_l)中包括更多的轴承垫(10)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承结构，其中，一个轴承(1F,1B)包括轴承垫(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：U埃里克森，E莱马，K托姆森，M托尔豪格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE