專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承、風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂和風(fēng)力渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)上的葉片軸承由外圈環(huán)、內(nèi)圈環(huán)和將力從內(nèi)圈環(huán)傳遞到外圈環(huán)的滾珠組成。在葉片加載過(guò)程中，滾珠產(chǎn)生軸向和徑向力分量。軸向分量將彎曲力矩從內(nèi)圈環(huán)傳遞到外圈環(huán)。徑向分量是不希望的，但在滾珠以特定角度接觸內(nèi)、外圈環(huán)時(shí)卻是不可避免的。 徑向分量會(huì)將外圈環(huán)向側(cè)面推，造成它在輪轂上滑動(dòng)。為了避免滑動(dòng)，使用預(yù)壓螺栓，并且使表面粗糙。直到近年來(lái)，這足以避免滑動(dòng)，但隨著轉(zhuǎn)子直徑增加，用預(yù)壓螺栓不再是解決該問(wèn)題的可行方案。對(duì)當(dāng)前的轉(zhuǎn)子直徑，該問(wèn)題還不太嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一目標(biāo)是提供有利的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承。第二目標(biāo)是提供一種有利的風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂。本發(fā)明的第三目標(biāo)是提供一種有利的風(fēng)力渦輪機(jī)。第一目標(biāo)是通過(guò)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二目標(biāo)是通過(guò)權(quán)利要求10所述的風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第三目標(biāo)是通過(guò)權(quán)利要求11所述的風(fēng)力渦輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明的附加改進(jìn)方案。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承包括第一圈環(huán)和第二圈環(huán)。第一圈環(huán)可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。第二圈環(huán)可連接到輪轂。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承進(jìn)一步包括用于在第一圈環(huán)和第二圈環(huán)之間傳遞力的多個(gè)元件。第二圈環(huán)包括用于將第二圈環(huán)另行連接到輪轂的剪切銷。第二圈環(huán)可進(jìn)一步包括用于將第二圈環(huán)連接到輪轂的多個(gè)螺栓。通過(guò)在表面最關(guān)鍵區(qū)域弓丨入多個(gè)剪切銷，可以完全避免滑動(dòng)。由于連接處也受到張力載荷，可能仍需要使用預(yù)壓螺栓。剪切銷可被定位在螺栓孔中間，并且可被制造成有非常緊的公差。用于在第一圈環(huán)和第二圈環(huán)之間傳遞力的元件例如可以是滾珠。而且，第一圈環(huán)可以被至少部分地定位在第二圈環(huán)的內(nèi)部。在此情況下，第一圈環(huán)是內(nèi)圈環(huán)，第二圈環(huán)是外圈環(huán)。優(yōu)選地，第二圈環(huán)可例如通過(guò)螺栓預(yù)壓到輪轂。而且，第二圈環(huán)可包括多個(gè)螺栓孔。螺栓孔可沿第二圈環(huán)的圓周定位。每個(gè)剪切銷可被定位在兩個(gè)螺栓孔之間。有利地，本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承包括預(yù)壓螺栓和被定位在最關(guān)鍵區(qū)域的有限數(shù)量的剪切銷的組合。由于制造公差，目前實(shí)際上不可能在整個(gè)圓周上使用剪切銷。因此，剪切銷可被定位在第二圈環(huán)的圓周的一部分上，該部分占據(jù)第二圈環(huán)的三分之一圓周。 有利地，剪切銷可被定位在第二圈環(huán)的圓周的一部分上，該部分占第二圈環(huán)的四分之一圓周。優(yōu)選地，剪切銷被定位在第二圈環(huán)的圓周的一部分上，該部分占第二圈環(huán)的五分之一圓周。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂包括前文所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)包括本發(fā)明的輪轂或前文所述的本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承。一般而言，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)其提供了一種能有效避免在外圈環(huán)和輪轂之間 滑動(dòng)且可應(yīng)用于大轉(zhuǎn)子直徑的葉片軸承。


通過(guò)下文結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明進(jìn)一步的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。圖1示意性地示出了風(fēng)力渦輪機(jī)。圖2以透視圖的形式示意性地示出了輪轂的一部分和轉(zhuǎn)子葉片的一部分。圖3以剖視圖的形式示意性地示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承。圖4以頂視圖的形式示意性地示出了葉片軸承。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照?qǐng)D1-4來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示意性地示出了風(fēng)力渦輪機(jī)1。風(fēng)力渦輪機(jī)1包括塔架2、機(jī)艙3和輪轂4。 機(jī)艙3位于塔架2的頂上。輪轂4包括多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片5。輪轂4安裝到機(jī)艙3。而 且，輪轂4是樞軸安裝的，使得它能夠繞旋轉(zhuǎn)軸線9旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)6位于機(jī)艙3內(nèi)。風(fēng)力渦 輪機(jī)1是直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)。圖2以透視圖的形式示意性地示出了輪轂4的一部分和轉(zhuǎn)子葉片5的一部分。轉(zhuǎn) 子葉片5包括根部7。根部7包括凸緣8。凸緣8包括多個(gè)螺栓孔12。轉(zhuǎn)子葉片5可通過(guò) 凸緣8以及通過(guò)葉片軸承20連接到輪轂4。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承20包括內(nèi)圈環(huán)10和外圈環(huán)11。外圈環(huán)11包括多 個(gè)螺栓孔14。外圈環(huán)11例如通過(guò)螺栓孔14連接到輪轂4。例如，外圈環(huán)11可用螺栓連接 或螺釘連接方式連接到輪轂4。內(nèi)圈環(huán)10包括多個(gè)螺栓孔13。轉(zhuǎn)子葉片5可例如用螺栓或螺釘連接方式通過(guò)螺 栓孔13和凸緣8相應(yīng)的螺栓孔12連接到內(nèi)圈環(huán)10。根部7和葉片軸承20的中心線是通 過(guò)參考數(shù)字16表示的。內(nèi)圈環(huán)10參照中心線16被徑向定位在外圈環(huán)11的內(nèi)部。為了使轉(zhuǎn)子葉片5繞中心線16旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明的葉片軸承被構(gòu)造為滾珠軸承。滾珠 被定位在內(nèi)圈環(huán)10和外圈環(huán)11之間，在圖2中沒有顯示。由于從轉(zhuǎn)子葉片5通過(guò)內(nèi)圈環(huán) 10和滾珠傳遞的力而作用于外圈環(huán)11上的徑向力是通過(guò)參考數(shù)字15表示的。徑向力15 可能造成外圈環(huán)11在輪轂4的表面上滑動(dòng)。為了避免此滑動(dòng)，本發(fā)明的葉片軸承20包括 被定位在外圈環(huán)11和輪轂4之間的多個(gè)剪切銷18。圖3以剖視圖的形式示意性地示出了本發(fā)明的葉片軸承20的一部分。滾珠17被 定位在內(nèi)圈環(huán)10和外圈環(huán)11之間。外圈環(huán)11包括多個(gè)開口 21。優(yōu)選地，每個(gè)開口 21位 于兩個(gè)螺栓孔14之間。輪轂4包括與外圈環(huán)11的開口 21對(duì)應(yīng)的多個(gè)開口 22。輪轂的開 口 22和外圈環(huán)11的開口 21面向彼此。多個(gè)剪切銷18被定位在外圈環(huán)11的開口 21和輪轂的開口 22中。當(dāng)徑向力15 超過(guò)預(yù)定值時(shí)，剪切銷18斷裂，防止進(jìn)一步損壞。優(yōu)選地，外圈環(huán)11被預(yù)壓到輪轂4，例如通過(guò)螺栓或螺釘。
圖4以頂視圖的形式示意性地示出了葉片軸承20。優(yōu)選地，剪切銷18僅被定位在最關(guān)鍵的部分上。因此，在圖4中，設(shè)置剪切銷18的那部分只占據(jù)外圈環(huán)11的全部圓周的四分之一。替代性地，設(shè)置剪切銷18的那部分外圈環(huán)11可只占整個(gè)圓周的五分之一，或者可占外圈環(huán)11的整個(gè)圓周的三分之一。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，包括可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片(5)的第一圈環(huán)(10)、可連接到輪轂(4)的第二圈環(huán)(11)和用于在所述第一圈環(huán)(10)和所述第二圈環(huán)(11)之間傳遞力的多個(gè)元件(17)，其特征在于所述第二圈環(huán)(11)包括多個(gè)剪切銷(18)，用于將所述第二圈環(huán)(11)另行連接到所述輪轂(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述第二圈環(huán)(11)包括用于將所述第二圈環(huán)(11)連接到所述輪轂(4)的多個(gè)螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于 所述第一圈環(huán)(10)被至少部分地定位在所述第二圈環(huán)(11)的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述第二圈環(huán)(11)被預(yù)壓到所述輪轂(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述第二圈環(huán)(11)通過(guò)螺栓預(yù)壓到所述輪轂(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述第二圈環(huán)(11)包括沿所述第二圈環(huán)(11)的圓周定位的多個(gè)螺栓孔(14)，每個(gè)剪切銷(18)被定位在兩個(gè)螺栓孔(14)中間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述剪切銷(18)被定位在所述第二圈環(huán)(11)的圓周的一部分上，這一部分占所述第二圈環(huán)(11)的三分之一圓周。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述剪切銷(18)被定位在所述第二圈環(huán)(11)的圓周的一部分上，這一部分占所述第二圈環(huán)(11)的四分之一圓周。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)，其特征在于所述剪切銷(18)被定位在所述第二圈環(huán)(11)的圓周的一部分上，這一部分占所述第二圈環(huán)(11)的五分之一圓周。
10.一種風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂(4)，其包括權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)。
11.一種風(fēng)力渦輪機(jī)(1)，其包括權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承 (20)或權(quán)利要求10所述的風(fēng)力渦輪機(jī)輪轂(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力渦輪機(jī)葉片軸承(20)。它包括可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片(5)的第一圈環(huán)(10)、可連接到輪轂(4)的第二圈環(huán)(11)以及用于在所述第一圈環(huán)(10)和所述第二圈環(huán)(11)之間傳遞力的多個(gè)元件(17)。所述第二圈環(huán)(11)包括多個(gè)剪切銷(18)，用于將所述第二圈環(huán)(11)另行連接到所述輪轂(4)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102588429SQ20121001367
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者A.舒克拉, C.勞爾森, M.漢森, S.F.埃爾莫塞, S.F.波爾森 申請(qǐng)人:西門子公司