一种用于风力发电机组的轴系结构及风力发电机组制造技术

一种用于风力发电机组的轴系结构及风力发电机组，轴系结构设置在风力发电机组的机舱内，一端连接风轮，另一端连接齿轮箱或发电机，所述轴系结构包含：主轴，固定设置在所述主轴上的至少一个止推法兰，套设在所述主轴上的至少一个滑动轴承组件和至少一个滑动轴承轴向止推结构，所述滑动轴承组件与所述主轴形成径向滑动配合面，所述滑动轴承轴向止推结构与所述止推法兰形成轴向止推滑动配合面。本发明专利技术解决了传统两点滚动轴承支撑形式中浮动端轴承承受额外轴向摩擦力的问题，大大降低了轴承的运行故障，提升了轴承运行的可靠性，同时滑动轴承的承载能力强，维护更换便捷，保证了风力发电机组安全、高效运行，进而保证其发电效益。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风力发电机组的轴系结构及风力发电机组
本专利技术涉及一种用于风力发电机组的轴系结构及风力发电机组。
技术介绍
作为用于传动的部件，轴承是风力发电机组的重要组成部件，支撑该风力发电机组主轴的滚动轴承则是保证风力发电机主轴稳定安全工作的核心。目前，固定端/浮动端滚动轴承支撑的两点支撑形式是最典型的。如图1所示，滚动轴承被安装在两个独立的或一个共同的轴承座内，其中风轮侧的前轴承作为浮动端承受主要的径向载荷，齿轮箱或发电机侧的固定端轴承承受所有轴向载荷和部分径向载荷。从轴承外圈的轴向固定形式上讲，浮动端轴承外圈轴向两侧需预留足够的浮动空间，固定端轴承外圈轴向两侧完全固定。对于上述传统两点支撑形式的浮动端是依靠轴承外圈与轴承座孔之间的相对轴向运动来实现其浮动功能。这种轴承外圈和轴承座之间的相对轴向运动，由于摩擦力的作用使得本不该承受轴向力的浮动端轴承承受了额外的轴向摩擦力。而且外圈与轴承座之间长时间的往复的轴向相对运动会使两者中相对较软的部件发生磨损。这种磨损一方面增加摩擦阻力，阻止其浮动功能，另一方面磨损颗粒会污染油脂，造成轴承润滑不良。对风力发电机组的各项研究表明，风力发电机组主要故障集中在主轴轴承、齿轮箱、发电机等。而主轴轴承故障所造成的风力发电机组破坏性损失较大，严重影响了风力发电机组的运行可靠性。对于上述传统两点支撑形式所采用的滚动轴承，一旦轴承发生故障必须拆卸整个传动系统进行维修或更换，而对于户外大型的风力发电机组拆卸传动系统则需要大型起吊设备进场，维护、维修成本极其昂贵。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于风力发电机组的轴系结构及风力发电机组，解决了传统两点滚动轴承支撑形式中浮动端轴承承受额外轴向摩擦力的问题，大大降低了轴承的运行故障，提升了轴承运行的可靠性，同时滑动轴承的承载能力强，维护更换便捷，保证了风力发电机组安全、高效运行，进而保证其发电效益。为了达到上述目的，本专利技术提供一种用于风力发电机组的轴系结构，其设置在风力发电机组的机舱内，一端连接风轮，另一端连接齿轮箱或发电机，所述轴系结构包含：主轴，固定设置在所述主轴上的至少一个止推法兰，套设在所述主轴上的至少一个滑动轴承组件和至少一个滑动轴承轴向止推结构，所述滑动轴承组件与所述主轴形成径向滑动配合面，所述滑动轴承轴向止推结构与所述止推法兰形成轴向止推滑动配合面。所述止推法兰与所述主轴采用一体式结构，或者，所述止推法兰与所述主轴采用过盈连接，或螺纹连接，或胀紧连接方式进行固定。所述滑动轴承组件包含：滑动轴承径向支撑结构和轴承座，所述轴承座固定连接机舱，所述滑动轴承径向支撑结构包含至少一个径向支撑滑块，所述径向支撑滑块与所述轴承座固定连接，所述径向支撑滑块具有滑动表面，所述滑动表面与所述主轴的表面形成径向滑动配合面。所述滑动表面的曲率与所述主轴的外表面的曲率匹配。所述滑动轴承轴向止推结构包含：第一侧止推结构和第二侧止推结构，所述第一侧止推结构和第二侧止推结构分别从单侧或两侧包覆住所述止推法兰，所述第一侧止推结构和第二侧止推结构中包含止推滑块，所述止推滑块与所述止推法兰形成轴向止推滑动配合面，所述第一侧止推结构和第二侧止推结构与所述滑动轴承组件中的轴承座或所述机舱固定连接。所述第一侧止推结构包含：第一侧安装座，以及安装在所述第一侧安装座和所述止推法兰之间的至少一个第一侧止推滑块，所述第一侧止推滑块安装在所述第一侧安装座的凹槽内。所述第二侧止推结构包含：第二侧安装座，以及安装在所述第二侧安装座和所述止推法兰之间的多个第二侧止推滑块，所述第二侧止推滑块安装在所述第二侧安装座的安装孔内，采用紧固件将所述第二侧止推滑块固定在所述第二侧安装座上。所述紧固件包含滑块端盖和螺栓，通过所述螺栓连接所述滑块端盖和所述第二侧安装座，固定住所述第二侧止推滑块。本专利技术还提供一种风力发电机组，包含：塔架、机舱及风轮，所述机舱固定设置在所述塔架顶部，所述风轮设置在所述机舱端部；所述机舱内部设置所述的轴系结构，以及齿轮箱和发电机，所述轴系结构固定在机舱内，所述轴系结构的一端固定连接所述齿轮箱或发电机，所述轴系结构的另一端固定连接风轮。本专利技术中的滑动轴承组件和滑动轴承轴向止推结构之间相互独立，可以任意调整滑动轴承组件和滑动轴承轴向止推结构的设置位置，能够非常灵活地进行组合来适应风力发电机组的布局需求。滑动轴承轴向止推结构具备双向的止推能力，且考虑生命周期内磨损量，第一侧止推结构采用了免维护设计，第二侧止推结构采用多滑块结构且每个滑块结构可以单独安装和拆卸，更换磨损的止推滑块时(更换新滑块时，将同时考虑轴向止推结构的内、第二侧滑块磨损量)无须拆卸整个传动系统，无须大型起吊设备进场，更换简单，维修经济。此外，与滚动轴承相比，滑动轴承承载能力强，在同等承载能力情况下，滑动轴承具有直径小、轴承前后支撑跨距小，即采用滑动轴承的轴系结构成本有明显优势。附图说明图1是
技术介绍
中基于滚动轴承的轴系结构的示意图。图2是本专利技术实施例中提供的一种风力发电机组的结构示意图。图3是图2中轴系结构的结构示意图。图4是图3中主轴和止推法兰的结构示意图。图5是图3中滑动轴承组件的结构示意图。图6和图7是图3中滑动轴承轴向止推结构的爆炸图。图8是图3中滑动轴承轴向止推结构的剖视安装示意图。图9是滑动轴承轴向止推结构的安装位置示意图。具体实施方式以下根据图2～图9，具体说明本专利技术的较佳实施例。采用传统两点滚动轴承支撑形式、浮动端是依靠轴承外圈与轴承座孔之间的相对轴向运动来实现其浮动功能。这种轴承外圈和轴承座之间的相对轴向运动，由于摩擦力的作用使得本不该承受轴向力的浮动端轴承承受了额外的轴向摩擦力。与滚动轴承相比，滑动轴承结构简单、采用开式多滑块结构拆卸方便。当轴承发生故障时，无须拆卸整个传动系统进行维修或更换，无须大型起吊设备进场，维修方便、经济。与滚动轴承相比，滑动轴承承载能力强，在同等承载能力情况下，滑动轴承具有直径小、轴承前后支撑跨距小，即采用滑动轴承的轴系结构成本有明显优势。与滚动轴承相比，滑动轴承承受载荷的面积大、轴颈与轴瓦(滑块)之间的滑动配合面存在一层油膜，故可承受较大的冲击载荷和振动载荷。与滚动轴承相比，滑动轴承具有明显更高的使用寿命。鉴于此，如图2所示，本专利技术提供一种风力发电机组1，包含：塔架7、机舱6及风轮2。所述机舱6固定设置在所述塔架7顶部，所述风轮2设置在所述机舱6端部。所述机舱6内部设置轴系结构3、齿轮箱4及发电机5，所述轴系结构3固定在机舱底座8上，所述轴系结构3的一端固定连接所述齿轮箱4或发电机5，所述轴系结构3的另一端固定连接风轮2。在本专利技术的一个实施例中，所述轴系结构3的前端通过螺栓连接风轮2，所述轴系结构3的后端通过螺栓连接或胀紧连接等方式连接发电机5或者齿轮箱4，所述轴系结构3与机舱底座8采用螺栓连接。如图3所示，所述轴系结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力发电机组的轴系结构，其设置在风力发电机组的机舱内，一端连接风轮，另一端连接齿轮箱或发电机，其特征在于，所述轴系结构包含：主轴，套设在所述主轴上的至少一个滑动轴承组件和至少一个滑动轴承轴向止推结构，其中，所述至少一个滑动轴承轴向止推结构和所述至少一个滑动轴承组件分离设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的轴系结构，其设置在风力发电机组的机舱内，一端连接风轮，另一端连接齿轮箱或发电机，其特征在于，所述轴系结构包含：主轴，套设在所述主轴上的至少一个滑动轴承组件和至少一个滑动轴承轴向止推结构，其中，所述至少一个滑动轴承轴向止推结构和所述至少一个滑动轴承组件分离设置。


2.如权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，还包括固定设置在所述主轴上的至少一个止推法兰，所述滑动轴承组件与所述主轴形成径向滑动配合面，所述滑动轴承轴向止推结构与所述止推法兰形成轴向止推滑动配合面。


3.如权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述止推法兰与所述主轴采用一体式结构，或者，所述止推法兰与所述主轴采用过盈连接，或螺纹连接，或胀紧连接方式进行固定。


4.如权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述滑动轴承组件包含：滑动轴承径向支撑结构和轴承座，所述轴承座固定连接机舱，所述滑动轴承径向支撑结构包含至少一个径向支撑滑块，所述径向支撑滑块与所述轴承座固定连接，所述径向支撑滑块具有滑动表面，所述滑动表面与所述主轴的表面形成所述径向滑动配合面。


5.如权利要求3所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述滑动表面的曲率与所述主轴的外表面的曲率匹配。


6.如权利要求1所述的用于风力发电机组的轴系结构，其特征在于，所述滑动轴承轴向止推结构包含：第一侧止推结构和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春中，许移庆，马文勇，黄文瑜，曹李兴，曹杰，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31