軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該軸承限位裝置包括：卡環(huán)，其固定設(shè)置在軸的外周上，卡環(huán)上設(shè)置有第一螺紋結(jié)構(gòu)；止擋套，其套設(shè)在卡環(huán)上，并止擋在軸承的內(nèi)圈或外圈的一側(cè)，止擋套上設(shè)置有第二螺紋結(jié)構(gòu)，止擋套通過第一螺紋結(jié)構(gòu)和第二螺紋結(jié)構(gòu)與卡環(huán)螺紋連接。此軸承限位裝置能夠使軸承上受力更加均勻。
【專利說明】
軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，直驅(qū)主軸承傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括:動(dòng)軸7、定軸、主軸承、軸承端蓋6以及螺栓5等，以雙列圓錐滾子軸承的軸系為參考。
[0003]軸承系統(tǒng)在受到載荷時(shí)，動(dòng)軸7的載荷通過動(dòng)軸7傳遞給軸承內(nèi)圈8，通過滾子9傳遞到軸承外圈15，軸承內(nèi)圈8受到力會(huì)分解成為一個(gè)徑向力和一個(gè)軸向力，徑向力由動(dòng)軸7來承受，軸向力則由軸承端蓋6和螺栓5來承受。軸承系統(tǒng)中的力的傳遞路徑是內(nèi)圈傳到外圈，還是外圈傳給外圈，最終要看軸系設(shè)計(jì)采用內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是外圈轉(zhuǎn)動(dòng)來確定。
[0004]傳統(tǒng)的固定形式主要采用軸承端蓋6和螺栓5固定，這種固定方式安裝比較簡(jiǎn)單，通過計(jì)算確定軸承端蓋6應(yīng)該需要的預(yù)緊力，然后通過控制螺栓5的預(yù)緊力，達(dá)到固定軸承內(nèi)圈的作用。端蓋螺栓固定軸承內(nèi)外圈在其它領(lǐng)域和風(fēng)力機(jī)組的軸承固定方式是比較常見的固定形式。
[0005]此方法有幾點(diǎn)不足:
[0006]首先，軸承的預(yù)緊力和螺栓的預(yù)緊力計(jì)算得到后，在螺栓預(yù)緊時(shí)，由于結(jié)構(gòu)、螺栓以及擰緊工具的因素，造成螺栓預(yù)緊力不能夠很準(zhǔn)確的控制，預(yù)緊力有較大的離散性。
[0007]其次，因?yàn)槁菟A(yù)緊的離散性，會(huì)使得軸承端蓋6周向上預(yù)緊力不均勻。
[0008]再次，螺栓在很多情況下，周向數(shù)量都是按照確定的軸承尺寸關(guān)系布置的，在很多極限工況載荷下，軸承受到很大的軸向和彎曲載荷，螺栓的計(jì)算很難通過強(qiáng)度計(jì)算。螺栓受到軸向力和徑向彎矩的綜合影響，使得在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)不滿足要求，軸系設(shè)計(jì)時(shí)受到很大困擾。
[0009]最后，通常此類方案都需要考慮軸承端蓋的壓緊力，更多情況下需要配做軸承端至
ΠΠ O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以解決現(xiàn)有的主軸承采用端蓋通過螺栓固定對(duì)內(nèi)圈或外圈進(jìn)行止擋造成的受力不均的問題。
[0011 ]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種軸承限位裝置，其包括:卡環(huán)，其固定設(shè)置在軸的外周上，卡環(huán)上設(shè)置有第一螺紋結(jié)構(gòu);止擋套，其套設(shè)在卡環(huán)上，并止擋在軸承的內(nèi)圈或外圈的一側(cè)，止擋套上設(shè)置有第二螺紋結(jié)構(gòu)，止擋套通過第一螺紋結(jié)構(gòu)和第二螺紋結(jié)構(gòu)與卡環(huán)螺紋連接。
[0012]進(jìn)一步地，軸上設(shè)置有卡槽，卡環(huán)包括嵌入卡槽內(nèi)的凸緣和與凸緣固定連接的環(huán)體，環(huán)體遠(yuǎn)離凸緣的一側(cè)設(shè)置有第一螺紋結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步地，卡環(huán)由至少兩個(gè)相互獨(dú)立的弧形段組成。
[0014]進(jìn)一步地，止擋套與內(nèi)圈或外圈之間設(shè)置有保護(hù)墊。
[0015]進(jìn)一步地，軸承限位裝置還包括止擋端蓋，止擋端蓋通過緊固件固定連接在軸上，且與止擋套的遠(yuǎn)離軸承的一端抵接。
[0016]進(jìn)一步地，軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)件，調(diào)節(jié)件沿軸的軸向可移動(dòng)地設(shè)置在卡環(huán)上。
[0017]進(jìn)一步地，軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)墊，調(diào)節(jié)墊位于調(diào)節(jié)件與軸承之間。
[0018]進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)件為調(diào)節(jié)螺栓，卡環(huán)上設(shè)置有安裝孔，安裝孔設(shè)置有與調(diào)節(jié)螺栓相配合的螺紋段。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括外軸、內(nèi)軸、設(shè)置在外軸與內(nèi)軸之間的主軸承，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括上述的軸承限位裝置。
[0020]進(jìn)一步地，軸承限位裝置的卡環(huán)固定設(shè)置在內(nèi)軸上，止擋套止擋主軸承的內(nèi)圈。
[0021]本實(shí)用新型的實(shí)施例的軸承限位裝置采用止擋套與卡環(huán)螺紋連接的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的內(nèi)圈或外圈的止擋，由于止擋套與卡環(huán)螺紋連接，因此避免了預(yù)緊力離散的問題，使得止擋套上的受力更加均勻，卡環(huán)固定設(shè)置在軸上，可以確保止擋可靠。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的動(dòng)軸與定軸的剖視圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例的軸承限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例的軸承限位裝置的俯視圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例的帶有保護(hù)墊的軸承限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例的帶有止擋端蓋的軸承限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例的帶有調(diào)節(jié)件的軸承限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖標(biāo)記說明:
[0029]現(xiàn)有技術(shù)中:
[0030]6、軸承端蓋;7、動(dòng)軸；15、軸承外圈;9、滾子;8、軸承內(nèi)圈；5、鎖緊螺栓。
[0031]本申請(qǐng):
[0032]1、軸;21、卡環(huán);211、弧形段;212、第一端面;213、第二端面;214、底面;22、止擋套；23、保護(hù)墊;24、止擋端蓋;25、緊固件;27、調(diào)節(jié)件;28、調(diào)節(jié)墊;31、內(nèi)圈；32、外圈。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的軸承限位裝置及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0034]如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種軸承限位裝置，其包括卡環(huán)21和止擋套22，卡環(huán)21固定設(shè)置在軸I的外周上，其上設(shè)置有第一螺紋結(jié)構(gòu)。止擋套22套設(shè)在卡環(huán)21上，并止擋在軸承的內(nèi)圈31或外圈32的一側(cè)，止擋套22上設(shè)置有第二螺紋結(jié)構(gòu)，止擋套22通過第一螺紋結(jié)構(gòu)和第二螺紋結(jié)構(gòu)與卡環(huán)21螺紋連接。止擋套22止擋軸承的內(nèi)圈31或外圈32，也即止擋套22用于承受軸承所受的軸向力。卡環(huán)21與止擋套22通過螺紋配合實(shí)現(xiàn)連接，使得止擋套22上的力可以傳遞至卡環(huán)21，由于卡環(huán)21固定設(shè)置在軸I上，因此，該軸向力最終傳遞至軸承上。利用卡環(huán)21與止擋套22螺紋配合實(shí)現(xiàn)對(duì)止擋套22的固定，相較于采用螺栓在幾個(gè)點(diǎn)對(duì)其固定而言，止擋套22周向受力更加均勻，解決了多個(gè)螺栓緊固預(yù)緊力離散的問題，使得其施加在軸承上的力的更加均勻。
[0035]具體地，在本實(shí)施例中，軸I上設(shè)置有卡槽，該卡槽用于容納卡環(huán)21?？ōh(huán)21包括嵌入卡槽內(nèi)的凸緣和與凸緣固定連接的環(huán)體，環(huán)體遠(yuǎn)離凸緣的一側(cè)設(shè)置有該第一螺紋結(jié)構(gòu)。采用嵌合的方式實(shí)現(xiàn)卡環(huán)21與軸I的固定連接，安裝方便快捷，加工簡(jiǎn)單方便。
[0036]如圖3所示，為了便于安裝卡環(huán)21，卡環(huán)21由至少兩個(gè)相互獨(dú)立的弧形段211組成?；⌒味?11的數(shù)量可以根據(jù)需求確定，其可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或8個(gè)等。當(dāng)然，卡環(huán)21也可以為沿周向不均勻分配的情況。由于卡環(huán)21是由至少兩個(gè)具有外置螺紋的弧形段211拼合而成的環(huán)體，因此，卡環(huán)21可以很方便地嵌裝到軸I的卡槽里。相鄰兩個(gè)弧形段211的端面之間的配合關(guān)系為間隙配合，此間隙可以通過計(jì)算，或FEM仿真計(jì)算，評(píng)估此間隙的大小，以達(dá)到在外部止擋套22安裝后能夠消除此間隙的設(shè)計(jì)。
[0037]軸承的內(nèi)圈31通過過盈配合安裝在軸I上。軸承的外圈32通過過盈配合安裝在另外一個(gè)軸上，內(nèi)圈31和外圈32之間通過滾子來傳遞載荷。止擋套22是一個(gè)整圓的螺紋套，通過第二螺紋結(jié)構(gòu)與卡環(huán)21的第一螺紋結(jié)構(gòu)螺紋連接，可以對(duì)軸承的內(nèi)圈31實(shí)現(xiàn)很好地止擋。
[0038]在結(jié)構(gòu)受載時(shí)，軸I把載荷傳遞給軸承的內(nèi)圈31，其受到的載荷傳給滾子，再到軸承的外圈32。軸承的內(nèi)圈31在傳遞載荷時(shí)，由于滾子和內(nèi)圈31接觸成一定角度，因此產(chǎn)生一個(gè)軸向負(fù)載，此軸向負(fù)載通過止擋套22壓住軸承的內(nèi)圈31端面抵消，實(shí)現(xiàn)了防止軸承內(nèi)圈31軸向移動(dòng)的目的。止擋套22通過螺紋把受到的力傳遞到卡環(huán)21上，然后通過與卡槽的作用抵住軸承的內(nèi)圈31傳遞過來的軸向力。
[0039]該軸承限位裝置需要說明的是:軸承的內(nèi)圈31與止擋套22之間為緊配合，此緊配合的壓緊量或壓力通過軸承設(shè)計(jì)游隙來確定。止擋套22和兩個(gè)半圓的具有外置螺紋的弧形段之間為螺紋配合?？ōh(huán)21的環(huán)體與軸I的外周面之間的配合保持接觸狀態(tài)，無間隙即可?？ōh(huán)21的凸緣的第一端面212與軸I的卡槽的相應(yīng)端面的配合關(guān)系為緊配合，無間隙?？ōh(huán)21的第二端面213與軸I的卡槽的另一端面的配合關(guān)系為間隙配合，保證卡環(huán)21可以較容易地放置到卡槽內(nèi)?？ōh(huán)21的凸緣的底面214與軸I的卡槽底部的配合為間隙配合，可保持微小間隙，通過考慮卡環(huán)21的環(huán)體與軸I的外周面的有效接觸面積確定間隙量。
[0040]優(yōu)選地，如圖4所示，為了保護(hù)軸承的內(nèi)圈31或外圈32，防止其損壞，止擋套22與內(nèi)圈31或外圈32之間設(shè)置有保護(hù)墊23。保護(hù)墊23可以防止止擋套22擰緊時(shí)，磨損軸承端面。
[0041]優(yōu)選地，如圖5所示，為了提高止擋效果，提高承載軸向力能力，軸承限位裝置還包括止擋端蓋24，止擋端蓋24通過緊固件25固定連接在軸I上，且與止擋套22的遠(yuǎn)離軸承的一端抵接。在本實(shí)施例中，緊固件25為螺栓，其固定在軸I上。該止擋端蓋24可以增加止擋套22的剛度，減少止擋套22的受力變形，此外還可以防止止擋套22長(zhǎng)期承受載荷、振動(dòng)的影響產(chǎn)生松弛，具有防松功能。
[0042]優(yōu)選地，如圖6所示，為了使軸承安裝更加方便，定位更加準(zhǔn)確，軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)件27，調(diào)節(jié)件27沿軸I的軸向可移動(dòng)地設(shè)置在卡環(huán)21上。安裝時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)件27調(diào)節(jié)軸承的內(nèi)圈31或外圈32的位置。
[0043]在本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)件27為調(diào)節(jié)螺栓，卡環(huán)21上設(shè)置有安裝孔，安裝孔設(shè)置有與調(diào)節(jié)螺栓相配合的螺紋段。這樣通過旋擰調(diào)節(jié)螺栓即可調(diào)節(jié)其伸出長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的內(nèi)圈31或外圈32的位置調(diào)節(jié)。
[0044]優(yōu)選地，由于調(diào)節(jié)件27在調(diào)節(jié)時(shí)需要頂緊軸承的內(nèi)圈31或外圈32，為了防止其傷害軸承，軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)墊28，調(diào)節(jié)墊28位于調(diào)節(jié)件27與軸承之間。
[0045]在安裝整個(gè)軸承限位裝置時(shí)，可以先把所有部件安裝到位，然后通過預(yù)先安裝在卡環(huán)21的調(diào)節(jié)件27把軸承的內(nèi)圈31逐漸推到預(yù)定位置。調(diào)節(jié)墊28可以保護(hù)軸承端面不受螺栓擠壓破壞。當(dāng)軸承的內(nèi)圈31到位時(shí)，擰緊止擋套22，擰緊到承受一定預(yù)緊力時(shí)為止。然后逐漸松弛螺栓，讓止擋套22承擔(dān)主要載荷。通過旋轉(zhuǎn)軸承組件，可以使軸承的載荷趨于均勻。采用該結(jié)構(gòu)可以減少額外壓緊工裝。
[0046]該軸承限位裝置應(yīng)用在下風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，對(duì)其主軸承的內(nèi)圈進(jìn)行固定，使其具有更好的剛度和穩(wěn)定性。該軸承限位裝置無需配做軸承端蓋，成本更低，生產(chǎn)效率更高。此外，其可以更好地防止軸承的內(nèi)圈傾斜。其能使預(yù)緊力更好控制，調(diào)整在一定范圍，通過控制公差的精度即可實(shí)現(xiàn)。另外，該軸承限位裝置減少了部件偏心位移和受載，運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)自動(dòng)調(diào)整同心度，適應(yīng)性更好。該軸承限位裝置可以減少重量，降低機(jī)加工花費(fèi)。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括外軸、內(nèi)軸、設(shè)置在外軸與內(nèi)軸之間的主軸承，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括上述的軸承限位裝置。采用該軸承限位裝置可以很好地限定軸承的內(nèi)圈31或外圈32，使其受力均勻。
[0048]具體地，在本實(shí)施例中，軸承限位裝置的卡環(huán)21固定設(shè)置在內(nèi)軸上，止擋套22止擋主軸承的內(nèi)圈31。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，該軸承限位裝置可以用來止擋軸承的外圈32。采用該軸承限位裝置的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的下風(fēng)向軸承可以有效限制內(nèi)圈31或外圈32的位置。
[0049]本實(shí)用新型的軸承限位裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有如下效果:
[0050]該軸承限位裝置解決了多個(gè)螺栓緊固預(yù)緊力離散，導(dǎo)致軸承受力不均的問題。
[0051]從根本上解決了因?yàn)槭苈菟ǚ侄葓A限制，螺栓數(shù)量不足抵抗軸向載荷，螺栓校核計(jì)算無法通過的問題。
[0052]解決了軸承端蓋需要考慮壓緊量，且需要配做加工端蓋的問題。
[0053]省去了固定用螺栓，并且達(dá)到理論計(jì)算的設(shè)計(jì)要求。
[0054]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸承限位裝置，其特征在于，包括: 卡環(huán)(21)，其固定設(shè)置在軸(I)的外周上，所述卡環(huán)(21)上設(shè)置有第一螺紋結(jié)構(gòu)； 止擋套(22)，其套設(shè)在所述卡環(huán)(21)上，并止擋在軸承的內(nèi)圈(31)或外圈(32)的一側(cè)，所述止擋套(22)上設(shè)置有第二螺紋結(jié)構(gòu)，所述止擋套(22)通過所述第一螺紋結(jié)構(gòu)和所述第二螺紋結(jié)構(gòu)與所述卡環(huán)(21)螺紋連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述軸(I)上設(shè)置有卡槽，所述卡環(huán)(21)包括嵌入所述卡槽內(nèi)的凸緣和與所述凸緣固定連接的環(huán)體，所述環(huán)體遠(yuǎn)離所述凸緣的一側(cè)設(shè)置有所述第一螺紋結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述卡環(huán)(21)由至少兩個(gè)相互獨(dú)立的弧形段組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述止擋套(22)與所述內(nèi)圈(31)或所述外圈(32)之間設(shè)置有保護(hù)墊(23)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述軸承限位裝置還包括止擋端蓋(24)，所述止擋端蓋(24)通過緊固件(25)固定連接在所述軸(I)上，且與所述止擋套(22)的遠(yuǎn)離所述軸承的一端抵接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)件(27)，所述調(diào)節(jié)件(27)沿所述軸(I)的軸向可移動(dòng)地設(shè)置在所述卡環(huán)(21)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述軸承限位裝置還包括調(diào)節(jié)墊(28)，所述調(diào)節(jié)墊(28)位于所述調(diào)節(jié)件(27)與所述軸承之間。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸承限位裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件(27)為調(diào)節(jié)螺栓，所述卡環(huán)(21)上設(shè)置有安裝孔，所述安裝孔設(shè)置有與所述調(diào)節(jié)螺栓相配合的螺紋段。9.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括外軸、內(nèi)軸、設(shè)置在所述外軸與所述內(nèi)軸之間的主軸承，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)還包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的軸承限位裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述軸承限位裝置的卡環(huán)(21)固定設(shè)置在所述內(nèi)軸上，所述止擋套(22)止擋所述主軸承的內(nèi)圈(31)。
【文檔編號(hào)】F16C35/063GK205423570SQ201620199878
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】郭擁軍, 孫濤
【申請(qǐng)人】北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司