專利名稱：一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)及摩擦片更換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng) 及摩擦片更換方法。
背景技術(shù)：
目前，大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)大多采用滾動(dòng)式偏航軸承。滾動(dòng)式偏航軸 承本身的成本比較高。同時(shí)，采用滾動(dòng)式偏航軸承時(shí)，偏航系統(tǒng)必須配置較多數(shù)量的偏航制 動(dòng)器，以保證機(jī)組在不做偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)使機(jī)艙能保證某個(gè)空間方位靜止不動(dòng)。此外，當(dāng)機(jī)組做 偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)還需要施加一定的偏航阻尼力矩，以保證機(jī)組能做穩(wěn)定的偏航運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，滾動(dòng) 軸承應(yīng)配置自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)以保證滾動(dòng)體的潤(rùn)滑。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種簡(jiǎn)單、實(shí)用且成本低的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 偏航系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述系統(tǒng)的摩擦片更換方法，使摩擦片的更換 簡(jiǎn)便快捷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，用于連接風(fēng)機(jī)塔筒與機(jī)架，包括軸承大 齒圈、軸承環(huán)、軸承軸向承載面摩擦片、軸承徑向承載面摩擦片、偏航制動(dòng)器及偏航驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，其中所述軸承大齒圈其下端與塔筒上端連接，其上端通過(guò)與其組合連接的軸承軸向承 載面摩擦片支撐機(jī)架的下端，其一側(cè)的大齒輪與固定在機(jī)架上的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合，其另 一側(cè)通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片與軸承環(huán)的圓周配合滑動(dòng)；所述軸承環(huán)上 端連接在機(jī)架下端，偏航制動(dòng)器連接在軸承環(huán)下端且作用于軸承大齒圈。
進(jìn)一步地，所述軸承大齒圈呈倒L型，其倒L型下端連接在塔筒的頂法蘭上面，其 倒L型上部凸緣的側(cè)面通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片與軸承環(huán)的圓周配合 滑動(dòng)，且所述偏航制動(dòng)器作用于倒L型上部凸緣的下端面。
進(jìn)一步地，所述軸承環(huán)為數(shù)個(gè)等分弧段。
進(jìn)一步地，所述偏航制動(dòng)器采用液壓制動(dòng)器，液壓制動(dòng)器為多個(gè)，且每個(gè)液壓制動(dòng) 器均為常規(guī)偏航液壓制動(dòng)器的一半，均勻分布在軸承環(huán)的下端。
進(jìn)一步地，所述偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下部設(shè)置有小齒輪，其通過(guò)下部的小齒輪與軸承大 齒圈嚙合。
進(jìn)一步地，所述滑動(dòng)軸承為外驅(qū)動(dòng)式滑動(dòng)軸承或內(nèi)驅(qū)動(dòng)式滑動(dòng)軸承。
進(jìn)一步地，由軸承大齒圈、軸承環(huán)、軸承軸向承載面摩擦片及軸承徑向承載面摩擦 片組成的滑動(dòng)軸承為無(wú)油滑動(dòng)軸承。
進(jìn)一步地，所述各連接均采用螺栓緊固連接方式。
進(jìn)一步地，所述軸承環(huán)上端經(jīng)止口由所述螺栓連接在機(jī)架下端。
上述滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的摩擦片更換方法為在無(wú)需將機(jī)架及位 于機(jī)架上的機(jī)艙從塔筒頂端吊下的情況下即可實(shí)現(xiàn)摩擦片的更換，具體為
(I)所述軸承軸向承載面摩擦片的更換方法為
在適當(dāng)松開(kāi)偏航制動(dòng)器的連接螺栓的情況下，用專用千斤頂將機(jī)架局部頂起，即 可更換。
(2)所述軸承徑向承載面摩擦片的更換方法為
利用適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)螺栓替換軸承環(huán)與機(jī)架的連接螺栓將軸承環(huán)放下，即可更換。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、偏航系統(tǒng)采用滑動(dòng)偏航軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾動(dòng)偏航軸承，相比之下，可以用價(jià)格 低廉的滑動(dòng)摩擦副取代價(jià)格昂貴的滾動(dòng)偏航軸承，使軸承的成本有較大幅度的降低。
2、采用滑動(dòng)偏航軸承時(shí)，由于滑動(dòng)軸承本身具有一定的摩擦力，這樣，當(dāng)機(jī)艙不做 偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)可以適當(dāng)減小偏航制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。換言之，可適當(dāng)減少偏航制動(dòng)器數(shù)量即 可保證機(jī)艙在某個(gè)空間方位靜止不動(dòng)。當(dāng)機(jī)艙做偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)也可適當(dāng)減小偏航制動(dòng)器的阻 尼力矩。
3、無(wú)油滑動(dòng)軸承還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑運(yùn)行，使得軸承對(duì)潤(rùn)滑的要求大為降低，降 低了對(duì)運(yùn)行維護(hù)的要求。
4、軸承軸向承載面摩擦片、軸承徑向承載面摩擦片均設(shè)計(jì)成組合式的，可以方便 安裝和更換。
5、由于目前一般摩擦材料使用壽命不能保證20年，故本發(fā)明在不將機(jī)架及位于 機(jī)架上的機(jī)艙從塔筒頂端吊下的情況下即可實(shí)現(xiàn)摩擦片的更換，具有更換簡(jiǎn)便快捷的特
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(內(nèi)驅(qū)動(dòng)式)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
如圖1所示，本發(fā)明的一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，用于連接風(fēng)機(jī)塔 筒8與機(jī)架1，其滑動(dòng)軸承采用外驅(qū)動(dòng)形式，偏航系統(tǒng)包括軸承大齒圈6、軸承內(nèi)環(huán)2、軸承軸 向承載面摩擦片5、軸承徑向承載面摩擦片4、偏航制動(dòng)器3及偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，其中軸承 大齒圈6其下端與塔筒8上端連接，其上端通過(guò)與其組合連接的軸承軸向承載面摩擦片5 支撐機(jī)架I的下端，其外側(cè)的大齒輪與固定在機(jī)架I上的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7嚙合，其內(nèi)側(cè)上 部通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片4與軸承內(nèi)環(huán)2的外圓周配合滑動(dòng)；軸承內(nèi) 環(huán)2上端連接在機(jī)架I下端，偏航制動(dòng)器3連接在軸承內(nèi)環(huán)2下端且作用于軸承大齒圈6。 在圖1中，軸承徑向承載面摩擦片4和軸承軸向承載面摩擦片5均為組合式結(jié)構(gòu)，其中的一些小件和緊固件等圖中未一一詳細(xì)標(biāo)出。
上述偏航系統(tǒng)的工作原理為軸承大齒圈6是軸承的基本承載零件，固定在塔筒8 上不動(dòng)，偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7與軸承大齒圈6嚙合可以驅(qū)動(dòng)機(jī)架I及位于機(jī)架I上的機(jī)艙轉(zhuǎn)動(dòng)， 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸承大齒圈6上端通過(guò)軸承軸向承載面摩擦片5與機(jī)架I下端相對(duì)滑動(dòng)，承載機(jī)艙 重量等垂直向下的軸向載荷，軸承大齒圈6上部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)軸承徑向承載面摩擦片4與連接 在機(jī)架I下端的軸承內(nèi)環(huán)2相對(duì)滑動(dòng)，平衡風(fēng)機(jī)在水平面內(nèi)所承受的風(fēng)載荷，同時(shí)，偏航制 動(dòng)器3在機(jī)艙靜止發(fā)電運(yùn)行時(shí)可對(duì)機(jī)艙提供足夠大的制動(dòng)力矩，保證機(jī)艙在風(fēng)載荷作用下 不發(fā)生繞塔筒中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)組進(jìn)行偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)這些偏航制動(dòng)器3可提供很小的阻尼力 矩，以保證機(jī)組做穩(wěn)定的偏航運(yùn)動(dòng)，同時(shí)只需偏較小的偏航驅(qū)動(dòng)功率即可滿足驅(qū)動(dòng)要求。
作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)
在上述實(shí)施例中，軸承大齒圈6可采用倒L型結(jié)構(gòu)，其倒L型的下端連接在塔筒8 的頂法蘭上面，其倒L型上部凸緣的內(nèi)側(cè)通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片4與 軸承內(nèi)環(huán)2的外圓周配合滑動(dòng)，且偏航制動(dòng)器3作用于倒L型上部凸緣下端，上述連接均采 用螺栓緊固連接。由于偏航制動(dòng)器3作用于倒L型上部凸緣下端，當(dāng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪受到風(fēng)的 俯仰力矩時(shí)可以為機(jī)架I提供一個(gè)與俯仰力矩平衡的反力矩，保證機(jī)艙不至于傾翻。
在上述實(shí)施例中，軸承內(nèi)環(huán)2可設(shè)計(jì)成數(shù)個(gè)等分弧段，等分為數(shù)個(gè)弧段的軸承內(nèi) 環(huán)2經(jīng)止口由螺栓緊固在機(jī)架I的下端面上。具體可選4或6個(gè)等分弧段，可以方便更換 軸承徑向承載面摩擦片4。
在上述實(shí)施例中，偏航制動(dòng)器3可采用液壓制動(dòng)器，液壓制動(dòng)器為多個(gè)，且每個(gè)液 壓制動(dòng)器僅為常規(guī)偏航液壓制動(dòng)器的一半，在軸承內(nèi)環(huán)2的下端面上沿圓周多個(gè)均勻分 布，并用螺栓將它們固定在軸承內(nèi)環(huán)2下端面上。其中，偏航制動(dòng)器3的工作油壓的大小可 以根據(jù)偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求由其控制系統(tǒng)來(lái)控制。
在上述實(shí)施例中，偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7下部設(shè)置有小齒輪，其通過(guò)下部的小齒輪與軸 承大齒圈6外側(cè)嚙合。
在上述實(shí)施例中，由軸承大齒圈6、軸承內(nèi)環(huán)2、軸承軸向承載面摩擦片5及軸承徑 向承載面摩擦片4組成的滑動(dòng)軸承為無(wú)油滑動(dòng)軸承。
上述滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的摩擦片更換方法為在無(wú)需將機(jī)架I及 位于機(jī)架I上的機(jī)艙從塔筒8頂端吊下的情況下即可實(shí)現(xiàn)摩擦片的更換，具體為
( I)軸承軸向承載面摩擦片5的更換方法為
在適當(dāng)松開(kāi)偏航制動(dòng)器3的連接螺栓的情況下，用專用千斤頂將機(jī)架I局部頂起， 即可逐個(gè)更換。
(2)軸承徑向承載面摩擦片4的更換方法為
利用適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)螺栓替換軸承內(nèi)環(huán)2與機(jī)架I的連接螺栓將軸承內(nèi)環(huán)2逐斷放 下，即可更換。
實(shí)施例2
如圖2所示，本實(shí)施例的一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，與實(shí)施例1的不 同之處在于，其滑動(dòng)軸承是采用內(nèi)驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)，即將其中的軸承內(nèi)環(huán)替換成軸承外環(huán)。兩者 的工作原理均相同。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可 以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，用于連接風(fēng)機(jī)塔筒與機(jī)架，其特征在于，包括軸承大齒圈、軸承環(huán)、軸承軸向承載面摩擦片、軸承徑向承載面摩擦片、偏航制動(dòng)器及偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中 所述軸承大齒圈其下端與塔筒上端連接，其上端通過(guò)與其組合連接的軸承軸向承載面摩擦片支撐機(jī)架的下端，其一側(cè)的大齒輪與固定在機(jī)架上的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合，其另一側(cè)通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片與軸承環(huán)的圓周配合滑動(dòng)；所述軸承環(huán)上端連接在機(jī)架下端，偏航制動(dòng)器連接在軸承環(huán)下端且作用于軸承大齒圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承大齒圈呈倒L型，其倒L型下端連接在塔筒的頂法蘭上面，其倒L型上部凸緣的側(cè)面通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片與軸承環(huán)的圓周配合滑動(dòng)，且所述偏航制動(dòng)器作用于倒L型上部凸緣的下端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承環(huán)為數(shù)個(gè)等分弧段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航制動(dòng)器采用液壓制動(dòng)器，液壓制動(dòng)器為多個(gè)，且每個(gè)液壓制動(dòng)器均為常規(guī)偏航液壓制動(dòng)器的一半，均勻分布在軸承環(huán)的下端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)下部設(shè)置有小齒輪，其通過(guò)下部的小齒輪與軸承大齒圈嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承為外驅(qū)動(dòng)式滑動(dòng)軸承或內(nèi)驅(qū)動(dòng)式滑動(dòng)軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，由軸承大齒圈、軸承環(huán)、軸承軸向承載面摩擦片及軸承徑向承載面摩擦片組成的滑動(dòng)軸承為無(wú)油滑動(dòng)軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述各連接均采用螺栓緊固連接方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承環(huán)上端經(jīng)止口由所述螺栓連接在機(jī)架下端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的摩擦片更換方法，其特征在于，在無(wú)需將機(jī)架及位于機(jī)架上的機(jī)艙從塔筒頂端吊下的情況下即可實(shí)現(xiàn)摩擦片的更換，具體為 (1)所述軸承軸向承載面摩擦片的更換方法為 在適當(dāng)松開(kāi)偏航制動(dòng)器的連接螺栓的情況下，用專用千斤頂將機(jī)架局部頂起，即可更換； (2)所述軸承徑向承載面摩擦片的更換方法為 利用適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)螺栓替換軸承環(huán)與機(jī)架的連接螺栓將軸承環(huán)放下，即可更換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滑動(dòng)軸承式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)，用于連接風(fēng)機(jī)塔筒與機(jī)架，包括軸承大齒圈、軸承環(huán)、軸承軸向承載面摩擦片、軸承徑向承載面摩擦片、偏航制動(dòng)器及偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述軸承大齒圈其下端與塔筒上端連接，其上端通過(guò)與其組合連接的軸承軸向承載面摩擦片支撐機(jī)架的下端，其一側(cè)的大齒輪與固定在機(jī)架上的偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合，其另一側(cè)通過(guò)與其組合連接的軸承徑向承載面摩擦片與軸承環(huán)的圓周配合滑動(dòng)；所述軸承環(huán)上端連接在機(jī)架下端，偏航制動(dòng)器連接在軸承環(huán)下端且作用于軸承大齒圈，整體具有簡(jiǎn)單、實(shí)用且成本低的特點(diǎn)，并可減少偏航制動(dòng)器數(shù)量；同時(shí)本發(fā)明還公開(kāi)了上述系統(tǒng)的摩擦片更換方法，摩擦片采用組合形式，方便安裝和更換。
文檔編號(hào)F03D11/00GK103016275SQ20121047077
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者施文江 申請(qǐng)人:國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司