用于风力涡轮机的变桨轴承以及回转支承轴承制造技术

本发明专利技术公开一种用于风力涡轮机的变桨轴承以及回转支承轴承。所述变桨轴承用于将转子叶片联接到风力涡轮机的轮毂并包括：外座圈，其被构造成联接到所述轮毂；内座圈，其可相对于所述外座圈旋转并被构造成联接到所述转子叶片；以及第一多个线接触滚动元件。所述外座圈限定第一外滚道壁，并且所述内座圈限定第一内滚道壁。所述第一多个线接触滚动元件设置在所述第一内滚道壁和第一外滚道壁之间。所述多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角。所述预定接触角被定义为在垂直于多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于所述变桨轴承的水平面延伸的参考线之间的角度。此外，所述预定接触角包括在0度(°)和90°之间的角度。

Propeller Bearing and Rotary Bearing for Wind Turbine

The invention discloses a propeller bearing and a slewing bearing for a wind turbine. The propeller-changing bearing is used to connect the rotor blade to the hub of a wind turbine and comprises an outer seat ring, which is constructed to connect to the hub, an inner seat ring, which can rotate relative to the outer seat ring and be constructed to connect to the rotor blade, and a first plurality of line contact rolling elements. The outer seat ring defines the first outer raceway wall, and the inner seat ring defines the first inner raceway wall. The first multiple line contact rolling elements are arranged between the first inner raceway wall and the first outer raceway wall. Each of the multiple line contact rolling elements defines a predetermined contact angle. The predetermined contact angle is defined as the angle between a reference line extending perpendicular to one of the multiple linear contact rolling elements along the longitudinal axis and a reference line extending parallel to the horizontal plane of the propeller bearing. In addition, the predetermined contact angle includes an angle between 0 degrees (deg.) and 90 degrees.

【技术实现步骤摘要】
用于风力涡轮机的变桨轴承以及回转支承轴承
本专利技术的主题整体涉及风力涡轮机，并且更具体地涉及利用线接触滚动元件的用于风力涡轮机的变桨轴承。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮机(windturbines)在这方面已经获得了越来越多的关注。现代风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱(nacelle)和一个或多个转子叶片(rotorblades)。转子叶片使用已知的翼型原理捕获风的动能，并通过旋转能量传输动能以转动轴，轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果没有使用齿轮箱，轴则将转子叶片直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换为可被部署到公用电网的电能。此外，风力涡轮机可以包括各种轴承以便于其各种部件的旋转。此类轴承的两个实例包括变桨轴承(pitchbearings)和偏航轴承(yawbearings)。更具体地，偏航轴承被构造成根据进入的风使机舱相对于塔架旋转。另外，变桨轴承布置在转子叶片的叶片根部和轮毂(hub)之间。因此，变桨轴承使转子叶片相对于进入的风旋转或相对于进入的风而改变桨距(pitch)。此类轴承通常包括外座圈(outerrace)、可相对于外座圈旋转的内座圈(innerrace)以及在它们之间的多个滚动元件(rollingelements)。许多风力涡轮机轴承包括点接触滚动元件，例如滚珠轴承1，如图1所示的那些。另选地，如图2所示，一些风力涡轮机轴承可包括具有0°和90°接触角构型的线接触滚动元件，诸如圆柱形滚动元件2。常规的线接触滚动元件通常包括以0°和90°接触角构型布置的滚动元件。更具体地，如图3所示，示出了根据传统结构的线接触滚动元件轴承3的局部剖视图。如图所示，线接触滚动元件轴承3包括外座圈7和可经由多个线接触滚动元件4，5，6相对于外座圈7旋转的内座圈8。更具体地，如图所示，上部和下部线接触滚动元件4，5具有90°接触角，而中间线接触滚动元件6具有0°接触角。在此类构型中，具有90°接触角的滚动元件在它们之间以及在以便起作用的滚道中经受相对滑动。线接触滚动元件以90°接触角构型的成功使用通常依赖于在大于1的润滑λ状态(lambdaregimes)内的操作，使得相对滑动对轴承性能没有不利影响。然而，风力涡轮机变桨轴承经受的λ比接近零。因此，当线接触滚动元件轴承用作变桨轴承时，这种滑动会刮伤并磨损界面表面，从而在轴承内部生成热量和碎屑。因此，能够解决上述问题的具有线接触滚动元件的变桨轴承将受到技术界的欢迎。具体地，具有少于三排线接触滚动元件的变桨轴承将是有益的。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本专利技术的实践而得知。在一个方面，本公开涉及用于将转子叶片联接到风力涡轮机的轮毂的变桨轴承。变桨轴承包括：外座圈，其被构造成联接到轮毂；内座圈，其可相对于外座圈旋转并且被构造成联接到转子叶片；以及第一多个线接触滚动元件。外座圈限定第一外滚道壁，并且内座圈限定第一内滚道壁。第一多个线接触滚动元件设置在第一内滚道壁和外滚道壁之间。多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角(predeterminedcontactangle)。预定接触角被定义为在垂直于多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于变桨轴承的水平面延伸的参考线之间的角度。此外，预定接触角包括0度(°)和90°之间的角度。在一个实施方案中，外座圈还可以限定第二外滚道壁，并且内座圈可以限定第二内滚道壁。在此类实施方案中，变桨轴承可以包括设置在第二内滚道壁和外滚道壁之间的第二多个线接触滚动元件。在另一个实施方案中，第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件可以包括圆柱形滚动元件。另选地，第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件可以包括锥形滚动元件。在此类实施方案中，平行于第一多个锥形滚动元件和第二多个锥形滚动元件的纵向轴线延伸的参考线可以会聚在变桨轴承的公共点处并且限定一个锥角。更具体地，在某些实施方案中，内座圈和外座圈可以是锥体的段，其中滚动元件是锥形的，使得座圈的圆锥表面和滚动元件轴线(如果被投影)将在轴承的主轴线上的同一公共点处相遇。座圈的表面和滚动元件的会聚限定了锥角。例如，在某些实施方案中，锥角可包括范围在从约0.25°至约6°的角度。在又一个实施方案中，变桨轴承还可以包括至少一附加的多个滚动元件。在又一个实施方案中，变桨轴承还可以包括在第一多个滚动元件和第二多个滚动元件之间延伸的滚道肋(racewayrib)。在另一个方面，本专利技术涉及用于将转子叶片联接到风力涡轮机的轮毂的变桨轴承。变桨轴承包括：外座圈，其被构造成联接到轮毂；内座圈，其可相对于外座圈旋转并且被构造成联接到转子叶片；以及第一多个线接触滚动元件。外座圈限定第一外滚道壁，并且内座圈限定第一内滚道壁。第一多个线接触滚动元件设置在第一内滚道壁和第一外滚道壁之间。多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角。预定接触角被定义为在垂直于多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于变桨轴承的水平面延伸的参考线之间的角度。此外，预定接触角包括非0°角和非90°角。应当理解，变桨轴承还可以包括本公开所述的任何附加特征。在一个实施方案中，所述外座圈限定第二外滚道壁，并且所述内座圈限定第二内滚道壁，所述变桨轴承还包括设置在所述第二内滚道壁和第二外滚道壁之间的第二多个线接触滚动元件。在另一个实施方案中，所述第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件包括圆柱形滚动元件。另选地，所述第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件包括锥形滚动元件。在此类实施方案中，平行于第一多个锥形滚动元件的纵向轴线延伸的参考线和平行于第二多个锥形滚动元件的纵向轴线延伸的参考线在所述变桨轴承的公共点处会聚并且限定一个锥角，所述锥角被构造成使所述锥形滚动元件的滑动最小化。例如，在某些实施方案中，锥角可包括范围在从约0.25°至约6°的角度。在又一个实施方案中，变桨轴承还可以包括至少一附加的多个滚动元件。在又一个实施方案中，变桨轴承还可以包括在第一多个滚动元件和第二多个滚动元件之间延伸的滚道肋。在又一个方面，本专利技术涉及回转支承轴承(slewingringbearing)。回转支承包括外座圈、可相对于外座圈旋转的内座圈以及多个线接触滚动元件。内座圈相对于外座圈定位，使得在内座圈和外座圈之间限定至少一个滚道。多个线接触滚动元件围绕滚道周向地延伸。多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角。预定接触角被定义为在垂直于多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于回转支承轴承的水平面延伸的参考线之间的角度。此外，预定接触角包括非0°角和非90°角。应当理解，回转支承轴承还可包括本公开所述的任何附加特征。在一个实施方案中，所述回转支承轴承包括风力涡轮机的变桨轴承或偏航轴承中的至少一个。在此类实施方案中，所述多个线接触滚动元件包括圆柱形滚动元件或锥形滚动元件中的至少一个。在另一个实施方案中，平行于第一多个线接触滚动元件的纵向轴线延伸的参考线和平行于第二多个线接触滚动元件的纵向轴线延伸的参考线在所述轴承的公共点处会聚并且限定一个锥角，所述锥角被构造成使所述多个线接触滚动元件的滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力涡轮机的变桨轴承，所述变桨轴承构造成将转子叶片联接到风力涡轮机的轮毂，所述变桨轴承包括：外座圈，其被构造成联接到所述轮毂，所述外座圈限定第一外滚道壁；内座圈，其可相对于所述外座圈旋转并且被构造成联接到所述转子叶片，所述内座圈限定第一内滚道壁；以及，第一多个线接触滚动元件，其设置在所述第一内滚道壁和第一外滚道壁之间，其中所述多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角，所述预定接触角定义为在垂直于所述多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于所述变桨轴承的水平面延伸的参考线之间的角度，所述预定接触角包括在0度(°)和90°之间的角度。

【技术特征摘要】
2017.10.13 US 15/783,5901.一种用于风力涡轮机的变桨轴承，所述变桨轴承构造成将转子叶片联接到风力涡轮机的轮毂，所述变桨轴承包括：外座圈，其被构造成联接到所述轮毂，所述外座圈限定第一外滚道壁；内座圈，其可相对于所述外座圈旋转并且被构造成联接到所述转子叶片，所述内座圈限定第一内滚道壁；以及，第一多个线接触滚动元件，其设置在所述第一内滚道壁和第一外滚道壁之间，其中所述多个线接触滚动元件中的每一个限定预定接触角，所述预定接触角定义为在垂直于所述多个线接触滚动元件中的一个的纵向轴线延伸的参考线与平行于所述变桨轴承的水平面延伸的参考线之间的角度，所述预定接触角包括在0度(°)和90°之间的角度。2.根据权利要求1所述的变桨轴承，其中所述外座圈限定第二外滚道壁，并且所述内座圈限定第二内滚道壁，所述变桨轴承还包括设置在所述第二内滚道壁和第二外滚道壁之间的第二多个线接触滚动元件。3.根据权利要求2所述的变桨轴承，其中所述第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件包括圆柱形滚动元件。4.根据权利要求2所述的变桨轴承，其中所述第一多个线接触滚动元件和第二多个线接触滚动元件包括锥形滚动元件。5.根据权利要求4所述的变桨轴承，其中平行于第一多个锥形滚动元件的纵向轴线延伸的参考线和平行于第二多个锥形滚动元件的纵向轴线延伸的参考线在所述变桨轴承的公共点处会聚并且限定一个锥角，所述锥角被构造成使所述锥形滚动元件的滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·伯肯史托克，A·D·米纳迪奥，W·M·古贝利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US