风轮机和风轮机的变桨轴承制造技术

本发明专利技术涉及风轮机，其转子包括旋转轴线和通过变桨轴承连接到转子轴毂的风轮机叶片。变桨轴承包括内外环和中心环。第一滚动元件结构包括中心环与内环和外环中第一环之间的至少两个滚动元件列，第二滚动元件结构包括中心环与第二环之间的至少一个滚动元件列。该至少两个滚动元件列中的第一列距旋转轴线第一列距，第二列距旋转轴线第二列距，第一列距小于第二列距。第一环包括支撑部分，其包括面对和背对中心环的支撑面和背面，该至少两个滚动元件列抵靠于支撑面。接触表面部分从背面突伸，包括沿轴向方向面向旋转轴线且朝向相应轴毂接触表面固定的接触面。接触面距旋转轴线接触面距离，第一列距小于接触面距离。本发明专利技术还涉及风轮机变桨轴承。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风轮机，其包括转子，转子包括通过至少一个变桨轴承连接到转子轴毂上的至少一个风轮机叶片，其中，所述至少一个变桨轴承包括至少一个外环，至少一个中心环和至少一个内环。本专利技术还涉及用于风轮机的变桨轴承。
技术介绍
现有技术中已知的风轮机包括风轮机塔架和被置于塔架顶部的风轮机机舱。具有三个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到机舱上，如图1所示。现代风轮机通过使叶片向来风中和向来风外变桨(俯仰)而控制转子上的载荷。 叶片被偏转以优化输出或保护风轮机不会破坏性的超载。为了实现该偏转，每个叶片被提供有变桨装置，其包括轴毂和叶片之间的变桨轴承，和某一类型的机构，多数通常还包括液压缸或电动机，用以提供偏转叶片和将其保持在指定位置上的力。此变桨装置典型地使每个叶片绕它们的纵向轴线转动至少60°。随着现代风轮机尺寸的增加，作用在构成风轮机的大部分不同部件上的载荷也增大。特别地，由于增大的叶片尺寸和风轮机的总功率输出，作用在变桨装置上的载荷被大大增加了。从欧洲专利申请EP 1 741 943 A2中已知，使用三环轴承作为风轮机轴承。但是， 当轴承承受大轴向载荷时三环轴承的内和外环具有向外和远离中心环偏转的趋势。当固定内和外环时，例如，环的底端抵靠着转子轴毂，则环的上端比底端偏转得更大。三环轴承通常在中心环与外和内环的第一环之间提供有至少两列滚动元件并且在中心环与外和内环的第二环之间提供有至少一列滚动元件，以保证借助于尽可能许多的接触表面在环之间传递大轴向载荷，同时考虑重量、费用和制造。但是，如果轴承环的一端比另一端偏转得多，载荷就不能在这至少两列滚动元件之间均勻分布。也就是，轴承承载越重，载荷在这至少两列滚动元件之间分布越不平均。在EP 1 741 943 A2中，通过借助于支撑部分在其接触表面附近支撑外环或者通过增加远离接触表面延伸的环的厚度而加固外环，试图解决此问题。但是，支撑外环需要与支撑部分紧密配合，因此增加了外环和支撑部分的制造成本，并且安装和拆除轴承相当困难。加固环以补偿偏转的趋势将大大增加环的重量和成本。因此，本专利技术的目的是提供一种改进了载荷分布的风轮机变桨轴承设计。
技术实现思路
本专利技术提供了一种风轮机，其包括转子，转子包括转子旋转轴线并且还包括通过至少一个变桨轴承连接到转子轴毂上的至少一个风轮机叶片。所述至少一个变桨轴承包括至少一个外环，至少一个中心环和至少一个内环。所述至少一个变桨轴承还包括第一滚动元件结构和第二滚动元件结构，第一滚动元件结构包括被设置于中心环与内环和外环的第一环之间的滚动元件的至少两个分开的列，第二滚动元件结构包括被设置于中心环与内环和外环的第二环之间的至少一列滚动元件。所述滚动元件的至少两个彼此分开的列的第一列被置于距转子旋转轴线第一列距处，而所述滚动元件的至少两个彼此分开的列的第二列被置于距转子旋转轴线第二列距处，并且第一列距小于第二列距。第一环包括支撑部分，支撑部分包括大体面对中心环的支撑面和大体背对中心环的背面，所述滚动元件的至少两个彼此分开的列被抵靠着支撑面支撑。接触表面部分从背面突伸，接触表面部分包括接触面，其沿大致轴向方向大体面向转子旋转轴线，接触面被朝向相应的轴毂接触表面固定。接触面被置于距转子旋转轴线接触面距离处，并且第一列距小于接触面距离。为支撑部分提供接触表面部分是具有优势的，因为其局部增加了轴承环的刚性， 因此能够更好地控制轴承环的局部偏转程度。另外，通过将接触表面部分置于支撑部分上，使得接触表面部分的接触面比滚动元件的第一列更远离转子竖直轴线是具有优势的，因为这样的轴承环设计保证了支撑部分在滚动元件的第一列处比在滚动元件的第二列处挠性更大，因此轴承环在滚动元件的第一列处能够更容易偏转，以便在前面关于现有技术的变桨轴承解释的偏转得到更好地平衡， 因此保证载荷在滚动元件的两个列之间更好地分布。更进一步地，通过在从支撑部分的背侧突伸的接触表面部分中提供轴承环安装部 (fixation)也是具有优势的，因为其能够使轴承环安装部更远离滚动元件的列移动，以便轴承安装部对轴承偏转的影响更小，并且借助于其刚性更容易控制轴承环的偏转。应理解，术语“接触面被朝向相应的轴毂接触表面固定”包括接触面被直接抵靠着轴毂接触表面固定，或者接触面通过与轴承和轴毂都分开形成的某一中间额外零件间接抵靠着轴毂接触表面固定。本专利技术还涉及一种风轮机，其包括转子，转子包括转子旋转轴线并且还包括通过至少一个变桨轴承连接到转子轴毂上的至少一个风轮机叶片。所述至少一个变桨轴承包括至少一个外环、至少一个中心环和至少一个内环，并且所述至少一个变桨轴承还包括第一滚动元件结构和第二滚动元件结构，第一滚动元件结构包括被设置于中心环与内环和外环的第一环之间的滚动元件的至少两个彼此分开的列， 第二滚动元件结构包括被设置于中心环与内环和外环的第二环之间的至少一列滚动元件。所述滚动元件的至少两个彼此分开的列的第一列被置于距转子旋转轴线第一列距处，所述滚动元件的至少两个彼此分开的列的第二列被置于距转子旋转轴线第二列距处，并且第二列距小于第一列距。第一环包括支撑部分，支撑部分包括大体面对中心环的支撑面和大体背对中心环的背面，所述滚动元件的至少两个彼此分开的列被抵靠着支撑面支撑。接触表面部分从背面突伸，接触表面部分包括接触面，其沿大致轴向方向大体面向转子旋转轴线，接触面被朝向相应的轴毂接触表面固定。接触面被置于距转子旋转轴线接触面距离处，并且接触面距离小于第一列距。并且对于本专利技术的本实施例，其应用于为支撑部分提供接触表面部分是具有优势的，因为其局部增加了轴承环的刚性，因此能够更好地控制轴承环的局部偏转度。另外，通过将接触表面部分置于支撑部分上，使得接触表面部分的接触面比滚动元件的第一列更靠近转子旋转轴线是具有优势的，因为这样的轴承环设计保证了支撑部分在滚动元件的第一列处比在滚动元件的第二列处挠性更大，因此轴承环在滚动元件的第一列处能够更容易偏转，以便在前面关于现有技术的变桨轴承解释的偏转得到更好地平衡， 因此保证载荷在滚动元件的两个列之间更好地分布。更进一步地，通过在从支撑部分的背侧突伸的接触表面部分中提供轴承环安装部 (fixation)也是具有优势的，因为其能够使轴承环安装部更远离滚动元件的列移动，以便轴承安装部对轴承偏转的影响更小，并且借助于其刚性更容易控制轴承环的偏转。应强调术语“沿大致轴向方向大体面向转子旋转轴线”应理解为面朝下述两个大致轴向方向的其中一个向着或背对转子的旋转轴线。因此，本术语不排除接触面向着或背离转子的旋转轴线倾斜，也就是，表面是圆的、弯曲的或以其他方式不直接面朝转子旋转轴线的特定轴向方向。反之亦然，对于术语“沿大致轴向方向大体背对转子旋转轴线”同样适用。而且这里还应理解，术语“接触面被朝向相应的叶片接触表面固定”包括接触面被直接抵靠着叶片接触表面固定，或者接触面通过与轴承和轴毂都分开形成的某一中间额外零件间接抵靠着叶片接触表面固定。在本专利技术的一个方面中，所述支撑部分延伸到所述轴毂的凹陷内。使支撑部分延伸到凹陷内是具有优势的，因为其可以允许支撑部分在滚动元件的第一列处更自由地并且可控制地偏转。在本专利技术的一个方面中，所述凹陷被与所述轴毂一体地形成。与轴毂一体地形成凹陷是具有优势的，因为其本文档来自技高网...

【技术保护点】
所述接触面被置于距所述转子旋转轴线接触面距离处，并且所述第一列距小于所述接触面距离。大体背对所述中心环的背面；其中，所述滚动元件的至少两个彼此分开的列被抵靠着所述支撑面支撑，并且接触表面部分从所述背面突伸；其中，所述接触表面部分包括接触面，其沿大致轴向方向大体面向转子旋转轴线，所述接触面被朝向相应的轴毂接触表面固定；其中，开的列的第一列被置于距所述转子旋转轴线第一列距处，并且所述滚动元件的至少两个彼此分开的列的第二列被置于距所述转子旋转轴线第二列距处，并且所述第一列距小于所述第二列距；其中，所述第一环包括支撑部分，所述支撑部分包括大体面对所述中心环的支撑面和构，所述第一滚动元件结构包括被设置于所述中心环与所述内环和所述外环的第一环之间的滚动元件的至少两个彼此分开的列，所述第二滚动元件结构包括被设置于所述中心环与所述内环和所述外环的第二环之间的至少一列滚动元件；其中，所述滚动元件的至少两个彼此分１．一种风轮机，包括：转子，其包括转子旋转轴线并且还包括通过至少一个变桨轴承连接到转子轴毂上的至少一个风轮机叶片；所述至少一个变桨轴承包括至少一个外环、至少一个中心环和至少一个内环，所述至少一个变桨轴承还包括第一滚动元件结构和第二滚动元件结...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·安诺生，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：DK