專利名稱：：長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種調(diào)心滾子軸承，屬軸承類(F16C)。主要用于大容量風力發(fā)電機主軸。(二)
背景技術(shù)：
我國已將快速發(fā)展風力發(fā)電裝備列為國策，并要求在較短期內(nèi)使主機配套件的國產(chǎn)化率達到70%以上。作為風電主機主要配套件之一的軸承，在2005年之前幾乎全部依賴進口，至今也只有變槳軸承、偏航軸承實現(xiàn)了部分國產(chǎn)化，其余如主軸軸承、齒輪箱軸承、電機軸承仍然向瑞典斯凱孚(中國)有限公司，國外稱SKF公司和德國舍弗勒(中國)有限公司，國外稱FAG公司等進口。進口軸承質(zhì)量雖好，但價格很高，造成配套用軸承占主機售價的20%以上，嚴重影響了主機的制造成本。長此下去，必將阻礙風電產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。由于風電主機安裝在70m以上的塔臺上，起吊安裝費用每次高達100萬元以上，因此凡l-2人無力更換的零配件，均要求使用壽命20年，且每一零配件的可靠度i&5U99%的要求，才能確保主機擁有較低的故障率。從掌握的資料看，風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承國內(nèi)已有廠家的設(shè)計水平達到(或略超過)SKf的水平，但因國產(chǎn)鋼材質(zhì)量欠佳，冷、熱加工制造質(zhì)量不穩(wěn)定等囟素，主機制造廠家尚不敢輕易采用國產(chǎn)軸承。為此為大型風電主軸軸承研制一種高可靠性的國產(chǎn)軸承被提上日程。(三)
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供的長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承，就是解決現(xiàn)有大型風電主軸軸承國產(chǎn)化的難題^我們用獨創(chuàng)的雙列調(diào)心滾子軸承極限設(shè)計專有技術(shù)和長壽命軸承技術(shù)，設(shè)計計算了七種風電主軸軸承，其額定動載荷和額定壽命均大大提高。采用的技術(shù)方案如下長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承，包括①帶有一個球面滾道的一個外圈l，其球面滾道的圓心W點在軸承軸心線與寬度B平分線MN之交點上;②帶有與滾子相配的兩個球面滾道的一個內(nèi)圈(3);內(nèi)圈上設(shè)有對稱布置的兩個小擋錄3.1和兩個油溝3，2;③內(nèi)圈、外圈聞設(shè)兩列相同規(guī)格沿寬度平分線對稱布置的球面壞子2，每列周向布置有相同規(guī)格的滾子數(shù)量Z;;④裝保持架5，左右兩端面設(shè)有交錯均勻分布用于裝滾子并與滾子數(shù)量相同的兜孔5.1;⑤七種型號的軸承外徑D、軸承內(nèi)徑d、軸承寬度B分別為表1中序號1-7的數(shù)銜其特征是七種型號軸承結(jié)構(gòu)要素滾子直徑Dw、滾子長度L、每列周向滾子數(shù)量Z、接觸角a°和中心徑D^取值范圍分別為表1中序號1-7中的各組，即取值為序號1或序號2，".或序號7的數(shù)值范圍。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>為了獲取上述歡列調(diào)心滾子軸承的最佳效果，表l中7種型號軸承的滾子直徑E^v、滾子長度L、每列周向滾子數(shù)量Z、接觸角a°和中々徑Dpw取值為表21表2<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本實用新型有益效果、(A)額定載荷與額定壽命較大幅度提高'，本專利利用發(fā)明人獨創(chuàng)的雙列調(diào)々滾子軸^^極限設(shè)計專有技術(shù)和長壽命軸承技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計了七種風電主軸軸承，挖掘了軸承設(shè)計的有效空間，加大了壞子直徑與長度，較大幅度捧高了軸承的額定動載荷及額定壽命。按G6/T391-2003/ISO281:1990標準，向心滾動軸承額定動載荷和額'定壽命的計算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(2〉^中:CV-:徑向基本額定動載荷，N/1()S變?yōu)镵N。bm—-對調(diào)心滾子軸承131=1.15。&一由y=A^f值，査上列標準之表7,用線性內(nèi)插法求得對應(yīng)的值tDpw—中心徑(即滾子組節(jié)圓直徑)mm。i—滾子列數(shù)。Ue—用于額定載荷計算的滾子長度。"—接觸角(即軸承套圈向滾動體傳遞力的合力作用線與軸承徑向平面的夾角)。Z—雙列軸承中的每列的滾子數(shù)量。Dwe-Dw—用于額定載荷計算的滾子直徑rnm。Pr--徑向當量動載荷N。設(shè)額定動載荷之比(4(3),2貝贓同一徑向當翻載荷下的額定絲為K,,-(4)現(xiàn)將7種風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承，按極限設(shè)計優(yōu)化設(shè)計后的目標參數(shù)(額定動載荷)及與SKF相同軸承的額定動載荷、以及額定動載荷比、額定壽命比列于表3表3序號軸承代號外形尺寸mm額定動，乾荷KN額定動載荷比Kc額定壽命比Kl內(nèi)徑d外徑D寬度B本專利SKF240/53O/W33530780250698056401.23762.0352240/560/W33560820258739062101.191.786^2橋00/W33、600870272834067301.2392.044240/630/W33630920290921075301.2231.9565239/670/W33670900170572043701.3091456240/670/W33670鄰O3081033084501.2221.9537240/900/W33900128037516120129001.24962.101表3表^^:與SKF相同外形尺寸的軸承比較，本專利所得的額定動載荷是SKF公司相同外形尺寸產(chǎn)品的1.19~1.309倍，即額定纖荷提高了19~30.9%。額定壽命是SKF公司相同外形尺寸產(chǎn)品的1J86~2.45倍，平均額定壽命比為2.045倍。(B)高可靠性。在GB/T6391-2003/ISO281:1990標準的"9修正額定壽命"附彔B中，列出了壽命修正系數(shù)《1公式"1丄w100丄w1005*0(B，1)按韋布爾指數(shù)e=1.5計算了不同可靠度(幸存概率)S下的al值，現(xiàn)列于表4e可靠度壽命修正系數(shù)ed表4可靠度s90959697989999.9*99,99*L4mL3加L2mLfl.OIroat10.620.530.440.330.210.0450.0096注*:按(B.l)式算得的"l值(新增加)比較表4數(shù)據(jù)，如額定壽命tt為2時，則意味著可靠度由90%提高至96%以上，或由95%提高至98%以上。較大幅度的降低了軸承破損的機率。圖l本實用新型結(jié)構(gòu)圖；圖2滾子2單件圖3圖1保持架5周向俯視圖(相配合的滾子位置用虛線示意)；圖4圖3保持架5A-A剖視圖(相配合的滾子位置用虛線示意)。具體實施方式實施例l:見圖1圖4、見表2中序號1，見圖l，長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承，具有一個外圈1，其上W^個球面滾道l.l，球面滾道的圓心W點在軸承軸心線OOi與寬度B平分線，之交點上;一個內(nèi)圈3，其上有與滾子相配的兩個球面滾道33;內(nèi)斷上還設(shè)有對稱布置的兩個小擋邊3.1和兩個油溝3.2;內(nèi)圈、外圈間設(shè)兩列相同規(guī)格沿寬度平分線對稱布置的球面滾子2，每列周向布置有相同規(guī)格的滾子數(shù)量Z。見圖3和圖4，保持架5，采用實體保持架，它包括有周向左右兩端面交錯均勻分布用于裝滾子并與滾子數(shù)量相同的兜孔5.1，以及周向相鄰兩兜孔間的擦5.2。滾子2位置用虛線示意。見圖1,兩列滾子間裝隔離引導環(huán)4。本實灘例1軸承規(guī)格:見表2中序號1，軸承代號240/530/W3,軸承外形尺寸軸承內(nèi)徑d為530mm，軸承外徑D為780mm，軸承寬度B為250mnu用極瞎設(shè)計專有技術(shù)確定的結(jié)構(gòu)要素值如下見圖2，滾子直徑Pw為83.661mn^滾子長度L為93,每列周向滾子數(shù)量Z為23，列數(shù)i為2;見圖l，滾子與外畫滾道間的接觸角a。為11°26'，中心徑Dpw為655.076咖。由表2中序號1的滾子數(shù)翁代入上述公式U),獲得表》中序號1所列額定動載荷為^80KN,與SKF公司的相同外形尺寸產(chǎn)品的S640KN比，額定動載荷比Kc為1.^376,額定壽命比KL為2.035。實施樹2:見圖1~4，本實施例2軸承規(guī)格:見表2中序號7，軸承代號240/900/W33，軸承外形尺寸軸承內(nèi)徑d為900mm，軸承外徑D為1280mn^軸承寬度B為3力mm^用極限設(shè)計專有技術(shù)啤定的結(jié)抅要素值如下見圖V滾子直徑Dw為Ul.432mnv滾子長度L為146.3,每列周向滾子數(shù)量Z為27;列數(shù)i為2;見圖1，接觸角a°為10°25'，中心徑t>pw為10鄰.298咖。由表2中序號7的滾子數(shù)據(jù)代入上述公式(l),獲得表3中序號7所列額定動載荷為16120KN，與SKF公司的相同外形尺寸產(chǎn)品的12900KN比，額定辟載荷比Kc為1.24鄰，額定壽命比KX為2.101。除以上外，其余與實施例l寫全相周。權(quán)利要求1.長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承，包括①帶有一個球面滾道的一個外圈(1)，其球面滾道的圓心W點在軸承軸心線與寬度B平分線MN之交點上；②帶有與滾子相配的兩個球面滾道的一個內(nèi)圈(3)；內(nèi)圈上設(shè)有對稱布置的兩個小擋邊(3.1)和兩個油溝(3.2)；③內(nèi)圈、外圈間設(shè)兩列相同規(guī)格沿寬度平分線對稱布置的球面滾子(2)，每列周向布置有相同規(guī)格的滾子數(shù)量Z；④裝保持架(5)，左右兩端面設(shè)有交錯均勻分布用于裝滾子并與滾子數(shù)量相同的兜孔(5.1)；⑤七種型號的軸承外徑(D)、軸承內(nèi)徑(d)、軸承寬度(B)分別為表1中序號1-7的數(shù)值；其特征是七種型號軸承結(jié)構(gòu)要素滾子直徑(Dw)、滾子長度(L)、每列周向滾子數(shù)量Z、接觸角(α°)和中心徑(Dpw)取值范圍分別為表1中序號1-7中的各組，即取值為序號1或序號2……….或序號7的數(shù)值范圍。表1<tablesid="tabl0001"num="0001"wi="171"></tables>2.按權(quán)利要求1所述的脈ll、滾子軸承，其特征是七種型號軸承結(jié)構(gòu)要素:滾子直徑(DW)、滾子長度(L)、每歹!f周向滾子辨量Z、接觸角(a。)和中心徑(D，)取值分別為表2中序號1-7中的各組，即取值為序號1或序號2——.或序號7的數(shù)值。<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.按權(quán)利要求1所述的調(diào)心滾子軸承，其特征是所述保持架(5)為實體保持架;軸向兩列滾子間設(shè)隔禽引導環(huán)(4)。專利摘要長壽命、高可靠的風電主軸用雙列調(diào)心滾子軸承。有外圈、內(nèi)圈、兩列球面滾子、內(nèi)圈上的兩個小擋邊和油溝、保持架及隔離引導環(huán)等。采用發(fā)明人獨創(chuàng)的雙列調(diào)心滾子軸承極限設(shè)計專有技術(shù)和長壽命軸承技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計了七種風電主軸軸承結(jié)構(gòu)要素，在保持外形尺寸不變情況下，對現(xiàn)有同類型的雙列調(diào)心滾子軸承，挖掘了軸承設(shè)計的有效空間，加大了滾子直徑與長度，較大幅度提高了軸承額定動載荷及額定壽命。文檔編號F16C33/66GK201412444SQ20092008064公開日2010年2月24日申請日期2009年5月6日優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日發(fā)明者宇文申請人:成都科華重型軸承有限公司