一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)，包括殼體、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)和外磁環(huán)。所述殼體為兩段式，其上設(shè)有殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔、殼體潤(rùn)滑孔、殼體外磁環(huán)安裝孔和殼體軸承蓋法蘭，用于安裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)起到支撐傳動(dòng)的作用，兩段殼體中間安裝外磁環(huán)；所述轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)上安裝在殼體之上，設(shè)有轉(zhuǎn)軸、軸承、軸承蓋和內(nèi)磁環(huán)，安裝后軸承位于殼體兩端，內(nèi)磁環(huán)處于轉(zhuǎn)軸中部，與外磁環(huán)對(duì)應(yīng)，磁性相同；外磁環(huán)包圍在內(nèi)磁環(huán)周?chē)?dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)、外磁環(huán)的相斥磁力作用使得轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的軸承受到較小的力，保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障發(fā)生率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)目前對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障診斷方面的研究發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中軸承是故障率發(fā)生率較高的部位。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)是由風(fēng)能提供動(dòng)力，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)造成脈動(dòng)沖擊，這樣軸承系統(tǒng)會(huì)受到脈動(dòng)載荷的作用，很容易損壞軸承。當(dāng)軸承損壞后，維修成本非常大，這樣就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。所以對(duì)軸承系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障發(fā)生率，對(duì)提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。
[0003]現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸承系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)軸承結(jié)構(gòu)，一般軸承均包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈。保持架和滾珠，現(xiàn)有技術(shù)多從軸承結(jié)構(gòu)組成做改進(jìn)，另外還有從軸承材料和加工工藝方面進(jìn)行研究的。但是以上方式均沒(méi)有很好的解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，并且會(huì)產(chǎn)生較大的成本。專利號(hào)為CN 102748395 A中國(guó)專利公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用變槳軸承，所述軸承的內(nèi)圈和外圈均由銅基復(fù)合材料制造，銅基復(fù)合材料各成分的重量百分比含量為:2-6%石墨，2-4%納米碳管，1-3 % 二硫化鉬，余量為銅。通過(guò)石墨，納米碳管，二硫化鉬三種材料作為固體潤(rùn)滑劑制造的銅基復(fù)合材料極大的實(shí)現(xiàn)了變槳軸承良好的耐磨、耐壓以及廣泛的溫度適應(yīng)性。專利號(hào)為CN 105220076 A的中國(guó)專利公開(kāi)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用風(fēng)電軸承，通過(guò)對(duì)風(fēng)電軸承的組分和處理方式進(jìn)行改進(jìn)，使得風(fēng)電軸承的強(qiáng)度尤其是耐久性得到大幅度提升，保證了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命和可靠性，其中對(duì)軸承材料各成分含量做了具體公開(kāi)。采用特殊材料配備不會(huì)在改善軸承性能上有較大的改進(jìn)，通過(guò)改變加工工藝不僅不會(huì)明顯改善軸承性能，同時(shí)還會(huì)增加制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)軸承故障率高的不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)。該軸承系統(tǒng)采用磁性耦合式，由傳統(tǒng)軸承和磁環(huán)耦合而成，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止工作時(shí)，有傳統(tǒng)軸承提供支撐作用；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁環(huán)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生支撐力，這樣在傳統(tǒng)軸承和磁環(huán)的共同作用下傳動(dòng)，傳統(tǒng)軸承會(huì)受到較小的作用力，這樣在很大程度上就減小了軸承的損害。
[0005]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)，其特征在于該軸承系統(tǒng)采用傳統(tǒng)軸承和內(nèi)外磁環(huán)耦合的形式，包括殼體、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)和外磁環(huán)。所述殼體為兩段式，兩端殼體上均設(shè)有殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔、殼體外磁環(huán)安裝孔、殼體軸承蓋法蘭和殼體潤(rùn)滑孔，殼體在整個(gè)系統(tǒng)起到支撐的作用，殼體兩端支撐傳動(dòng)軸承，殼體中間支撐外磁環(huán);所述轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)是該軸承系統(tǒng)的主要傳動(dòng)部件，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)分為轉(zhuǎn)軸、軸承端蓋、軸承和內(nèi)磁環(huán)，軸承端蓋依靠殼體軸承蓋法蘭安裝在殼體上，系統(tǒng)在靜止是起到支撐的作用，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)中間部分套裝內(nèi)磁環(huán)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候，由于內(nèi)、外磁環(huán)的相互作用會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸起到一定的支撐作用，內(nèi)磁環(huán)中在沿著徑向呈一定角度方向設(shè)有內(nèi)磁環(huán)磁塊滑道，內(nèi)磁環(huán)磁塊可在其中滑動(dòng);所述外磁環(huán)安裝在殼體上，外磁環(huán)由多個(gè)外環(huán)并排而成，每個(gè)外環(huán)由兩個(gè)外磁環(huán)半環(huán)組成，外磁環(huán)半環(huán)中設(shè)有外磁環(huán)磁塊滑道，滑道中設(shè)有外磁環(huán)磁塊，可在外磁環(huán)磁塊滑道中滑動(dòng)，外磁環(huán)磁塊擋銷安裝在外磁環(huán)磁塊滑道口用以擋住外磁環(huán)磁塊避免脫落;外磁環(huán)包圍在內(nèi)磁環(huán)周?chē)?，由于?nèi)磁環(huán)磁環(huán)和外磁環(huán)磁塊為相同極性，所以他們之間具有相斥作用，當(dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于磁力的作用會(huì)將轉(zhuǎn)軸托起，這樣會(huì)一定程度上減小轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)上傳統(tǒng)軸承的受力，很大程度上對(duì)軸承起到了保護(hù)作用。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)的有益效果是:減小了傳動(dòng)軸承的受力，軸承和內(nèi)、外磁環(huán)相互作用，共同支撐傳動(dòng)，具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)摩擦小、穩(wěn)定性好、制造成本低廉、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，適于實(shí)際應(yīng)用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的殼體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0009]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的外磁環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5是外磁環(huán)局部結(jié)構(gòu)放大圖；
[0012]圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的內(nèi)磁環(huán)單環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。實(shí)施例是以本發(fā)明所述技術(shù)方案為前提進(jìn)行的具體實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程。但本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例描述。
[0014]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱軸承系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1-6)，該軸承系統(tǒng)主要包括殼體1、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2和外磁環(huán)3;殼體1(參見(jiàn)圖2)上設(shè)有殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔1.1、殼體潤(rùn)滑孔1.2、殼體外磁環(huán)安裝孔1.3和殼體軸承蓋法蘭1.4，殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔1.1與轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2上的軸承2.2配合，起到支撐作用，殼體潤(rùn)滑孔1.2是潤(rùn)滑液注入孔，軸承2.2在運(yùn)作過(guò)程中所需潤(rùn)滑液由此注入，殼體外磁環(huán)安裝孔1.3用于安裝外磁環(huán)3，殼體I分為兩段式，每段均設(shè)有以上裝置;轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2(參見(jiàn)圖3)上設(shè)有軸承端蓋2.1、軸承2.2、內(nèi)磁環(huán)2.3和轉(zhuǎn)軸2.4，其中轉(zhuǎn)軸2.4為一個(gè)階梯軸，兩端均套裝軸承2.2、軸承端蓋2.1，中間部位套裝內(nèi)磁環(huán)2.3，內(nèi)磁環(huán)2.3和轉(zhuǎn)軸2.4無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2穿過(guò)殼體I后，殼體I通過(guò)兩個(gè)軸承端蓋2.1固定在轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2上;所述外磁環(huán)3(參見(jiàn)圖4)上設(shè)有外磁環(huán)安裝孔3.1、外磁環(huán)磁塊滑道3.2、外磁環(huán)磁塊擋銷3.3、外磁環(huán)磁塊3.4和外磁環(huán)半環(huán)3.5，三個(gè)外磁環(huán)安裝孔3.1沿著外磁環(huán)3軸向呈120°設(shè)置，用以和殼體配合來(lái)安裝外磁環(huán)3;每組外磁環(huán)由兩個(gè)外磁環(huán)半環(huán)3.5構(gòu)成，每個(gè)外磁環(huán)半環(huán)3.5上均設(shè)有多個(gè)外磁環(huán)磁塊滑道3.2，每個(gè)滑道口設(shè)有外磁環(huán)磁塊擋銷3.3，在外磁環(huán)磁塊滑道3.2中均裝有外磁環(huán)磁塊3.4，外磁環(huán)磁塊3.4可在其中滑動(dòng)，具體參見(jiàn)圖5。
[0015]所述內(nèi)磁環(huán)2.3(參見(jiàn)圖6)設(shè)有內(nèi)磁環(huán)磁塊滑道2.5和內(nèi)磁環(huán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔2.6，內(nèi)磁環(huán)磁塊滑道2.5中安裝磁塊，該磁塊可在其中滑動(dòng)；內(nèi)磁環(huán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔2.6用以通過(guò)轉(zhuǎn)軸2.4，外磁環(huán)3上的外磁環(huán)磁塊3.4與內(nèi)磁環(huán)2.3中的磁塊為同極，具有相斥作用，外磁環(huán)3與殼體I固定無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于磁力的作用外磁環(huán)3就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2起到一定的支撐作用，這樣就起到了保護(hù)兩端軸承的作用。
[0016]本發(fā)明提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)，具有不需要消耗額外能源、傳動(dòng)摩擦小、提高傳動(dòng)效率、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)的工作原理和過(guò)程如下:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜止時(shí)候，依靠?jī)啥溯S承2.2提供支撐作用；當(dāng)轉(zhuǎn)軸2.4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候，會(huì)帶動(dòng)內(nèi)磁環(huán)2.3—同轉(zhuǎn)動(dòng)，由于軸承端蓋2.1的作用會(huì)限制轉(zhuǎn)軸2.4使其不會(huì)產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng);外磁環(huán)3包圍在內(nèi)磁環(huán)2.3周?chē)?，?nèi)磁環(huán)2.3中的磁塊與外磁環(huán)3中的磁塊具有相斥作用，這樣當(dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力和磁力的共同作用會(huì)使得轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)2達(dá)到一個(gè)力平衡狀態(tài)，這樣就使軸承2.2受到相對(duì)較少的力的作用。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)由風(fēng)能提供動(dòng)力，所以動(dòng)力輸入具有不連續(xù)性，內(nèi)磁環(huán)2.3與外磁環(huán)3的設(shè)計(jì)使得動(dòng)力變化瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷也不會(huì)對(duì)軸承2.2產(chǎn)生較大的沖擊作用，這樣就較好的保護(hù)了軸承。采用本裝置結(jié)構(gòu)形式可以直接應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)，當(dāng)本申請(qǐng)所述原理的應(yīng)用不僅限于此，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的各個(gè)傳動(dòng)部分均可采用此裝置，同樣具有減小沖擊、減小故障率、提高使用壽命的效果。
[0018]利用本發(fā)明所述的技術(shù)方案或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁耦合軸承系統(tǒng)，其特征在于，該軸承系統(tǒng)主要包括殼體、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)和外磁環(huán);殼體上設(shè)有殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔、殼體潤(rùn)滑孔、殼體外磁環(huán)安裝孔和殼體軸承蓋法蘭，殼體轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔與轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)上的軸承配合，起到支撐作用；殼體潤(rùn)滑孔是潤(rùn)滑液注入孔，軸承在運(yùn)作過(guò)程中所需潤(rùn)滑液由此注入，殼體外磁環(huán)安裝孔用于安裝外磁環(huán)，殼體分為兩段式，每段均設(shè)有以上裝置;轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)上設(shè)有軸承端蓋、軸承、內(nèi)磁環(huán)和轉(zhuǎn)軸，其中轉(zhuǎn)軸為一個(gè)階梯軸，兩端均套裝軸承、軸承端蓋，中間部位套裝內(nèi)磁環(huán)，內(nèi)磁環(huán)和轉(zhuǎn)軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)穿過(guò)殼體后，殼體通過(guò)兩個(gè)軸承端蓋固定在轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)上;所述外磁環(huán)上設(shè)有外磁環(huán)安裝孔、外磁環(huán)磁塊滑道、外磁環(huán)磁塊擋銷、外磁環(huán)磁塊和外磁環(huán)半環(huán)，三個(gè)外磁環(huán)安裝孔沿著外磁環(huán)軸向呈120°設(shè)置，用以和殼體配合來(lái)安裝外磁環(huán);每組外磁環(huán)由兩個(gè)外磁環(huán)半環(huán)構(gòu)成，每個(gè)外磁環(huán)半環(huán)上均設(shè)有多個(gè)外磁環(huán)磁塊滑道，每個(gè)滑道口設(shè)有外磁環(huán)磁塊擋銷，在外磁環(huán)磁塊滑道中均裝有外磁環(huán)磁塊，外磁環(huán)磁塊可在其中滑動(dòng)； 所述內(nèi)磁環(huán)設(shè)有內(nèi)磁環(huán)磁塊滑道和內(nèi)磁環(huán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔，內(nèi)磁環(huán)磁塊滑道中安裝磁塊，該磁塊可在其中滑動(dòng)；內(nèi)磁環(huán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)孔用以通過(guò)轉(zhuǎn)軸，外磁環(huán)上的外磁環(huán)磁塊與內(nèi)磁環(huán)中的磁塊為同極，具有相斥作用;外磁環(huán)與殼體固定無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于磁力的作用外磁環(huán)就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)起到一定的支撐作用。
【文檔編號(hào)】F16C32/04GK105927485SQ201610507261
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】宋中越, 甄冬, 張 浩, 沈昭仰, 師占群
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)