專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是軸承，是一種依據(jù)流體動(dòng)壓、靜壓聯(lián)合作用的原理設(shè)計(jì)制造的風(fēng) 力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，從而在風(fēng)機(jī)工作時(shí)，無(wú)論轉(zhuǎn)速多低，甚至在停轉(zhuǎn) 時(shí)，都能在工作區(qū)域中形成一個(gè)完整的壓力油膜，將軸與軸承的金屬表面完全分開(kāi)，形成純 液體摩擦且有自動(dòng)調(diào)位性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承；原則上，它可以 應(yīng)用于一切要求大承載能力、長(zhǎng)使用壽命、高可靠性的各類(lèi)設(shè)備上。
背景技術(shù)：
風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用已成為清潔、可再生能源的新寵而風(fēng)靡世界，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。 中國(guó)可開(kāi)發(fā)能源總量為10億千瓦，截止2007年底，中國(guó)風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量為590. 6萬(wàn)千 瓦，僅占可開(kāi)發(fā)能源總量的0.6%，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)潛力巨大。中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造 技術(shù)及配套水平都有了長(zhǎng)足進(jìn)步，國(guó)內(nèi)的裝機(jī)水平已達(dá)兆瓦級(jí)。兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，雙饋式異步發(fā)電機(jī)是當(dāng)前的主導(dǎo)機(jī) 型，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件，它 受力復(fù)雜、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，要求長(zhǎng)壽命(使用壽命20年)、高可靠性(無(wú)故障運(yùn)行13萬(wàn)小時(shí)以 上，可靠度95%以上)；且拆裝非常困難(每次拆裝都要把葉片、輪轂等先行拆裝，費(fèi)用一般 在50-100萬(wàn)元之間)等，使之成為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的咽喉，決定了整機(jī)的能力?？v觀世界風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，在投產(chǎn)4-5年后風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜_動(dòng)壓自位 式主軸油膜軸承就發(fā)生故障的不為鮮見(jiàn)。因而，提高調(diào)心滾子軸承性能、選用別種型式的滾 動(dòng)軸承或組合，甚或探索其他種類(lèi)(原理)、結(jié)構(gòu)的軸承，已勢(shì)在必行且迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜_動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承的重要性及現(xiàn)在 使用中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承種類(lèi)單一且存在著壽命不長(zhǎng)、可靠性不 高、無(wú)法拆裝等問(wèn)題，而提供的一種依據(jù)流體靜壓、流體動(dòng)壓、流體靜-動(dòng)壓原理而設(shè)計(jì)制 造出來(lái)的使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、傳動(dòng)效率高，且具有三個(gè)可在線(xiàn)轉(zhuǎn)換使用的工作面及自動(dòng) 調(diào)位的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜_動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承。采用的技術(shù)方案是風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜_動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，包括軸承座、襯套、三條供油流通道和 三排(每排兩個(gè))油腔，具有三個(gè)可在線(xiàn)轉(zhuǎn)換使用的工作面及自動(dòng)調(diào)位；所述襯套的外表面 呈凸形外球面結(jié)構(gòu)，軸承座的內(nèi)面呈凹形內(nèi)球面結(jié)構(gòu)，襯套的外球面與軸承座的內(nèi)球面滑 動(dòng)配合，但襯套不能在軸向與軸承座有相對(duì)移動(dòng)，并在鍵的約束下，它也不能隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，只 能跟蹤主軸軸線(xiàn)的傾斜，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位。在襯套內(nèi)表面沿圓周方向均勻布設(shè)三排(共六個(gè))油腔，每排有兩個(gè)窄式油腔且 軸向?qū)ΨQ(chēng)，按它們工作時(shí)所處的位置區(qū)分為主靜壓油腔(即在工作時(shí)，處于承載區(qū)域，其 油腔內(nèi)通入較高壓力的潤(rùn)滑油)、第一輔助潤(rùn)滑油腔和第二輔助潤(rùn)滑油腔(即在工作時(shí)，處于非承載區(qū)域，其油腔內(nèi)通入較主靜壓油腔壓力低的潤(rùn)滑油)；按圖5之設(shè)定主靜壓油腔、 第一輔助潤(rùn)滑油腔和第二輔助潤(rùn)滑油腔的底端分別對(duì)應(yīng)與結(jié)構(gòu)相同位于襯套壁內(nèi)的徑向 主油流通道、徑向第一輔助油流通道、徑向第二輔助油流通道連通，且它們分別與設(shè)置在襯 套壁內(nèi)結(jié)構(gòu)相同的軸向主供油通道、軸向第一輔助供油通道和軸向第二輔助供油通道相連 通，軸向主供油通道、軸向第一輔助供油通道和軸向第二輔助供油通道分別對(duì)應(yīng)與均勻設(shè) 置在襯套端面上結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)入口相連；三個(gè)入口分 別與外接供油系統(tǒng)的進(jìn)油管相連；軸向主供油通道、軸向第一輔助供油通道和軸向第二輔助供油通道分別對(duì)應(yīng)與三 個(gè)結(jié)構(gòu)相同、布設(shè)均勻、用于潤(rùn)滑的長(zhǎng)細(xì)孔的一端連通，三個(gè)長(zhǎng)細(xì)孔的另一端分別穿設(shè)襯 套，設(shè)置在襯套的外壁；上述襯套的兩側(cè)裝設(shè)雙向止推滾動(dòng)軸承或不裝設(shè)雙向止推滾動(dòng)軸承；襯套的兩側(cè) 各裝設(shè)一個(gè)單向推力球軸承，具有雙向止推的能力，致使本風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主 軸油膜軸承可以同時(shí)承受徑向與軸向聯(lián)合載荷；或襯套的兩側(cè)不裝設(shè)雙向止推滾動(dòng)軸承， 則風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承只能承受徑向載荷。主油流通道、第一輔助油流通道和第二輔助油流通道入口的設(shè)置有兩種方式一 是襯套不裝設(shè)滾動(dòng)止推軸承的，將三個(gè)入口設(shè)置在如上所述的襯套的端面上；二是襯套兩 側(cè)裝設(shè)滾動(dòng)止推軸承的，將三個(gè)入口設(shè)置在軸承座上；對(duì)于襯套不帶滾動(dòng)止推軸承的，也可 選擇第二種設(shè)置方式。上述襯套內(nèi)表面上分別以主靜壓油腔、第一輔助潤(rùn)滑油腔和第二輔助潤(rùn)滑油腔為 中心設(shè)置結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)張角分別為120°的工作面(如圖5所示；這120°是此類(lèi)軸承工 作時(shí)所形成的物理包容角，而本軸承的實(shí)際幾何包容角遠(yuǎn)大于此)即主工作面、第一輔助 工作面和第二輔助工作面；這三個(gè)工作面是無(wú)實(shí)際界線(xiàn)的，當(dāng)一個(gè)油腔處于承載區(qū)域時(shí)，它 所在的工作面即主工作面。通過(guò)工作區(qū)域的在線(xiàn)轉(zhuǎn)換輔助裝置，可將襯套4在軸承座1內(nèi) 進(jìn)行主、輔工作面(亦即主、輔油腔)位置的自由調(diào)換。這三排油腔/三個(gè)工作面是完全相同的，但以它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)所處的位置，都可以 成為主靜壓油腔/主工作面(即處于軸承的承載區(qū)域，油腔內(nèi)將通入較高壓力的潤(rùn)滑油)、 輔助潤(rùn)滑油腔/輔助工作面；這三排油腔/三個(gè)工作面的位置，根據(jù)需要可在線(xiàn)自由調(diào)換。上述襯套采用多層金屬集優(yōu)式結(jié)構(gòu)。上述襯套的兩側(cè)裝有雙向止推滾動(dòng)軸承，在軸承座的壁內(nèi)設(shè)置結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻 的三個(gè)進(jìn)油孔，進(jìn)油孔的進(jìn)口設(shè)在軸承座的外壁上，在軸承座與襯套的球面配合處的軸承 座上設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的三個(gè)供油池，供油池的底部與進(jìn)油孔的出口相連通，供油 池的上部與結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的三個(gè)進(jìn)油通道的一端相連通，進(jìn)油通道的另一端分別與軸 向主供油通道及軸向第一、第二輔助供油通道相連通。上述襯套的兩側(cè)裝設(shè)有雙向止推滾動(dòng)軸承，所述雙向止推滾動(dòng)軸承為兩個(gè)單向推 力球軸承分置于襯套的兩側(cè)；單向推力球軸承的軸圈或座圈的滾道形狀為深溝球或角接觸 球溝道結(jié)構(gòu)，相耦合的座圈或軸圈的滾道為寬溝平底型結(jié)構(gòu)。上述三個(gè)工作面可借助一套簡(jiǎn)便的輔助裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖6所示，在軸承座和 襯套上分別設(shè)置有螺孔，兩個(gè)螺孔中分別裝設(shè)有螺桿，大、小齒輪分別與兩個(gè)螺桿固定連 接，大、小齒輪相互嚙合連接，通過(guò)大、小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使襯套可在軸承座內(nèi)的位置實(shí)行自由 轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的原理及特點(diǎn)本發(fā)明改變了當(dāng)今世界上風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承只有一種類(lèi) 型的困窘局面，給風(fēng)電機(jī)械制造業(yè)提供一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承的更 大選擇空間和改善性能的余地。本發(fā)明靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承的工作 原理是在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前開(kāi)動(dòng)靜壓(及 輔助)潤(rùn)滑供油系統(tǒng)，將具有適當(dāng)壓力的潤(rùn)滑油經(jīng)供油通道送進(jìn)主靜壓油腔，將軸頂起，即 在工作區(qū)域中形成一個(gè)完整的壓力油膜，將軸與軸承的金屬表面完全分開(kāi)；而當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng) (一般工作轉(zhuǎn)速為3-20rpm)后動(dòng)壓效應(yīng)隨之增強(qiáng)，靜-動(dòng)壓聯(lián)合效應(yīng)形成，壓力油膜變厚； 故軸承始終處于純液體摩擦狀態(tài)，達(dá)到與滾動(dòng)軸承同量級(jí)的摩擦系數(shù)；理論上講(即在理 想工況下)相對(duì)滑動(dòng)表面無(wú)磨損，使用壽命很長(zhǎng)；能很好地滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命長(zhǎng)(使用 壽命20年)、可靠性高(無(wú)故障運(yùn)行13萬(wàn)小時(shí)以上，可靠度95%以上)、傳動(dòng)效率高的要 求，尤其適用于大裝機(jī)容量的風(fēng)電機(jī)組選用。本發(fā)明靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其襯套的球形外表面與軸承座的內(nèi)球面滑 動(dòng)配合，當(dāng)由于主軸偏斜而造成分布的油膜壓力沿軸向不對(duì)稱(chēng)時(shí)襯套會(huì)實(shí)時(shí)跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)，具 有自動(dòng)調(diào)位性能，自動(dòng)消除在安裝與工作中產(chǎn)生的不同軸誤差確保運(yùn)行安全。用一套簡(jiǎn)便的輔助裝置即可以在軸承座內(nèi)實(shí)行自由轉(zhuǎn)換工作面(即主、輔油腔的 轉(zhuǎn)換)；這樣，當(dāng)軸承的當(dāng)前主靜壓油腔發(fā)生故障(或工作面磨損)時(shí)可在短時(shí)停機(jī)內(nèi)在線(xiàn) 將一個(gè)輔助潤(rùn)滑油腔轉(zhuǎn)入承載區(qū)域(接通靜壓供油，成為主靜壓油腔)投入正常運(yùn)行。本發(fā)明靜_動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，具有三個(gè)工作面，可在線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其使用 壽命可達(dá)普通同類(lèi)軸承的三倍；它的輔助潤(rùn)滑油腔對(duì)主軸的抬起有阻尼作用，使主軸運(yùn)行 更加平穩(wěn)。本發(fā)明靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以使靜壓、動(dòng)壓承載能力合理 匹配，在運(yùn)行中，實(shí)現(xiàn)它們間的自行調(diào)整(即指當(dāng)動(dòng)壓承載增強(qiáng)時(shí)，靜壓供油壓力也隨之相 應(yīng)降低)，以及即使在純動(dòng)壓工況下，也確保運(yùn)行安全。本發(fā)明的設(shè)計(jì)依據(jù)是流體潤(rùn)滑力學(xué)原理，充分滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜_動(dòng)壓自位式主 軸油膜軸承的要求，結(jié)構(gòu)合理、承載能力大、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、傳動(dòng)效率高、實(shí)用性強(qiáng)， 具有廣泛地應(yīng)用前景，適于風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其他重要設(shè)備采用。


圖1為本發(fā)明襯套不帶滾動(dòng)止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明帶雙向滾動(dòng)止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明專(zhuān)用的單向推力球軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明襯套三個(gè)工作面的軸向剖面示意圖。圖5為圖4的A-A向剖面示意圖。圖6為本發(fā)明調(diào)換襯套工作面使用的輔助裝置示意圖。圖7為本發(fā)明主軸正常工作時(shí)油膜壓力分布示意圖。圖8為本發(fā)明在主軸傾斜時(shí)襯套跟蹤自動(dòng)調(diào)位示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，包括軸承座1、襯套4、三條供油通道3、 6、8和三排油腔12、13、14設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軸承相對(duì)間隙(該間隙取為定值或變值，應(yīng)視潤(rùn)滑油的可選黏度情況而 定)及潤(rùn)滑油(主要是黏度、黏度指數(shù)VI與防凍性能)等進(jìn)行合理選擇，并在襯套4的內(nèi) 表面沿周向均布三排(每排兩個(gè))結(jié)構(gòu)相同的油腔(如圖1、圖2、圖4、圖5所示，圖4、圖 5為不帶雙向止推滾動(dòng)軸承的襯套結(jié)構(gòu)示意圖)；一排為主靜壓油腔12 (處于軸承的承載區(qū) 域，油腔中將通入較高壓力的靜壓潤(rùn)滑油)，另兩排分別為第一輔助潤(rùn)滑油腔13和第二輔 助潤(rùn)滑油腔14 ；主靜壓油腔12、第一輔助潤(rùn)滑油腔13和第二輔助潤(rùn)滑油腔14的底端分別 與結(jié)構(gòu)相同的、布設(shè)均勻的徑向主油流通道5、徑向第一輔助油流通道7、徑向第二輔助油 流通道9連通；徑向主油流通道5、徑向第一輔助油流通道7、徑向第二輔助油流通道9分別 與設(shè)置在襯套4壁內(nèi)的結(jié)構(gòu)相同的、布設(shè)均勻的軸向主供油通道3、軸向第一輔助供油通道 6和軸向第二輔助供油通道8相連通；主供油通道3、軸向第一輔助供油通道6和軸向第二 輔助供油通道8的入口分別均勻設(shè)置在襯套4的一側(cè)端面，如圖4所示，主供油通道3的入 口 2設(shè)置在襯套4的一側(cè)端面上。軸向主供油通道3、軸向第一輔助供油通道6和軸向第二輔助供油通道8分別對(duì)應(yīng) 與三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、布設(shè)均勻、用于潤(rùn)滑的長(zhǎng)細(xì)孔11的一端連通，三個(gè)長(zhǎng)細(xì)孔11的另一端分 別穿設(shè)襯套4，設(shè)置在襯套4的外壁；當(dāng)軸向主供油通道3通入具有一定壓力(依據(jù)軸承載荷，經(jīng)計(jì)算得到)的潤(rùn)滑油 并送進(jìn)主靜壓油腔12時(shí)，其靜壓效應(yīng)形成，將主軸10頂起，在軸承的工作區(qū)域形成一個(gè)完 整的靜壓油膜；而當(dāng)主軸10具有3-20rpm左右的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，流體動(dòng)壓效應(yīng)也已形成；至 此，軸承中的流體靜壓、動(dòng)壓聯(lián)合作用的效應(yīng)(承載能力)也就建立起來(lái)了，在軸承工作區(qū) 域中的承載油膜也比靜壓油膜更厚些；靜壓供油壓力也隨之相應(yīng)降低。第一輔助潤(rùn)滑油腔 13、第二輔助潤(rùn)滑油腔14位于襯套4的兩側(cè)上方，工作時(shí)，當(dāng)主軸10抬起并靠近第一輔助 潤(rùn)滑油腔13和/或第二輔助潤(rùn)滑油腔14時(shí)受到阻止，即對(duì)主軸10的運(yùn)轉(zhuǎn)起穩(wěn)定作用。襯套4的外表面呈凸形外球面結(jié)構(gòu)，軸承座1的內(nèi)面呈凹形內(nèi)球面結(jié)構(gòu)，襯套4的 外球面與軸承座1的內(nèi)球面滑動(dòng)配合，當(dāng)主軸10的軸線(xiàn)與襯套4的軸線(xiàn)傾斜時(shí)，油膜壓力 沿軸向的分布也就不對(duì)稱(chēng)了，形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩(如圖8所示)，襯套4在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的 作用下，在軸承座1內(nèi)作跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)，這就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)位。襯套4采用多層金屬集優(yōu)式結(jié)構(gòu)，整體剛性好、工作表面性能，包括抗磨性能、減 磨性能、抗固體顆粒污染性能以及抗腐蝕性能等都很好，適應(yīng)風(fēng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓 自位式主軸油膜軸承的工作與環(huán)境要求。襯套4內(nèi)表面上分別以主靜壓油腔12、第一輔助潤(rùn)滑油腔13和第二輔助潤(rùn)滑油腔 14為中心設(shè)計(jì)、制造出沿周向三個(gè)張角分別為120°的工作面(120°是該類(lèi)軸承正常工作 時(shí)所形成的物理包容角，這個(gè)區(qū)域亦為有效工作區(qū)域)，這三個(gè)工作面分別為主工作面、第 一輔助工作面和第二輔助工作面(這三個(gè)工作面沒(méi)有界線(xiàn)，只是為它們保有足夠的有效工 作區(qū)域)；這三個(gè)工作面可借助一套簡(jiǎn)便的輔助裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖6所示，在軸承座1和 襯套4上分別設(shè)置有螺孔，兩個(gè)螺孔中分別裝設(shè)有螺桿，大、小齒輪22、23分別與兩個(gè)螺桿固定連接，大、小齒輪22、23相互嚙合連接，通過(guò)大、小齒輪22、23的轉(zhuǎn)動(dòng)，使襯套4可在軸 承座1內(nèi)的位置實(shí)行自由轉(zhuǎn)換，即當(dāng)決定更換主靜壓油腔時(shí)，就能在短時(shí)停機(jī)內(nèi)將第一輔 助潤(rùn)滑油腔13或第二輔助潤(rùn)滑油腔14轉(zhuǎn)入工作區(qū)域，成為主靜壓油腔(油腔中將通入較 高壓力的靜壓潤(rùn)滑油)；這樣，軸承的使用壽命將因此而再延長(zhǎng)兩倍。實(shí)施例二
如圖2所示，該實(shí)施例充分利用襯套4的外球面與軸承座1的內(nèi)球面為滑動(dòng)配合 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主軸油膜軸承的襯套能夠附帶雙向止推滾動(dòng)軸承，使其具有徑向與軸向聯(lián)合 承載能力。該實(shí)施過(guò)程與實(shí)施例一完全相同，所不同的是由于它附帶雙向止推滾動(dòng)軸承而改 變了靜壓潤(rùn)滑油的流通路徑，即將實(shí)施例一的入口 2用螺堵18堵死(其實(shí)，它是工藝孔；見(jiàn) 圖2及圖3)，在軸承座1內(nèi)設(shè)置結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的三個(gè)進(jìn)油孔20，進(jìn)油孔20的進(jìn)口設(shè)在 軸承座1外壁上，在軸承座1與襯套4的球面配合處的軸承座1上設(shè)置有供油池19，供油池 19的底部與進(jìn)油孔20的出口相連通，供油池19的上部與進(jìn)油通道21的一端相連通，進(jìn)油 通道21的另一端與主供油通道3相連通。靜壓潤(rùn)滑油由進(jìn)油孔20進(jìn)入供油池19，經(jīng)進(jìn)油 通道21進(jìn)入主靜壓油腔12。供油池19的作用一是在襯套作跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)保證供油暢通； 二是為襯套4與軸承座1的球面滑動(dòng)配合處提供潤(rùn)滑油，等同于實(shí)施例一中的長(zhǎng)細(xì)孔11。雙向止推滾動(dòng)軸承為兩個(gè)單向推力球軸承，分置于襯套4的兩側(cè)，該單向推力球 軸承的座圈16與襯套端面加工出的內(nèi)孔配合(不旋轉(zhuǎn))，軸圈15與軸配合(旋轉(zhuǎn))，滾動(dòng)體 17位于座圈16和軸圈15之間；這是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)制造的單向推力球軸承，它的軸圈(或 座圈)的滾道形狀按深溝球或角接觸球溝道設(shè)計(jì)制造，而相耦合的座圈(或軸圈)的滾道 形狀則設(shè)計(jì)制造成寬溝平底型(參見(jiàn)圖3)。本發(fā)明主軸油膜軸承的潤(rùn)滑油為單獨(dú)的供油系統(tǒng)供給，其黏度可選范圍為ISO VG 100,150,220,320,460 ；如果，軸承共用增速器齒輪箱內(nèi)的齒輪油，也只共用油箱，也 必須有專(zhuān)用的供油系統(tǒng)，實(shí)行單獨(dú)供油。中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903-86)，其黏度可選 范圍為ISO VG 100，150，220，320，460，黏度指數(shù)彡90 ；若采用重負(fù)荷工業(yè)齒輪油(Q/ SH018. 3215—90)，其黏度可選范圍為ISO VG 150，220，320，460，黏度指數(shù)彡95 ；可以共 用。潤(rùn)滑油，必須滿(mǎn)足軸承在-40 V +40 V工作的環(huán)境溫度要求。應(yīng)用本發(fā)明靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，可以設(shè)計(jì)、制造出一個(gè)能更好地適應(yīng) 當(dāng)今世界上不斷升級(jí)的兆瓦級(jí)大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)要求的承載能力大、使用壽命長(zhǎng)、可靠性 高、傳動(dòng)效率高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承。
權(quán)利要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜 動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，包括軸承座(1)、襯套(4)、三條供油通道、三排油腔，其特征在于所述襯套(4)的外表面呈凸形外球面結(jié)構(gòu)，軸承座(1)的內(nèi)表面呈凹形內(nèi)球面結(jié)構(gòu)，襯套(4)的外球面與軸承座(1)的內(nèi)球面為滑動(dòng)配合，跟蹤主軸(10)軸線(xiàn)傾斜自動(dòng)調(diào)位；在襯套(4)的內(nèi)表面上沿圓周均勻設(shè)置三排油腔，每排設(shè)有兩個(gè)窄式油腔且軸向?qū)ΨQ(chēng)，即主靜壓油腔(12)、第一輔助潤(rùn)滑油腔(13)和第二輔助潤(rùn)滑油腔(14)；主靜壓油腔(12)、第一輔助潤(rùn)滑油腔(13)和第二輔助潤(rùn)滑油腔(14)的底端分別對(duì)應(yīng)與結(jié)構(gòu)相同位于襯套(4)壁內(nèi)的徑向主油流通道(5)、徑向第一輔助油流通道(7)、徑向第二輔助油流通道(9)連通；徑向主油流通道(5)、徑向第一輔助油流通道(7)、徑向第二輔助油流通道(9)分別對(duì)應(yīng)與設(shè)置在襯套(4)壁內(nèi)結(jié)構(gòu)相同的軸向主供油通道(3)、軸向第一輔助供油通道(6)和軸向第二輔助供油通道(8)相連通；軸向主供油通道(3)、軸向第一輔助供油通道(6)和軸向第二輔助供油通道(8)分別對(duì)應(yīng)與均勻設(shè)置在襯套(4)端面上結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)入口相連；三個(gè)入口分別與外接供油系統(tǒng)的進(jìn)油管相連；軸向主供油通道(3)、軸向第一輔助供油通道(6)和軸向第二輔助供油通道(8)分別對(duì)應(yīng)與三個(gè)結(jié)構(gòu)相同、布設(shè)均勻、用于潤(rùn)滑的長(zhǎng)細(xì)孔(11)的一端連通，三個(gè)長(zhǎng)細(xì)孔(11)的另一端分別穿設(shè)襯套(4)，設(shè)置在襯套(4)的外壁；上述襯套(4)的兩側(cè)裝設(shè)雙向止推滾動(dòng)軸承或不裝設(shè)雙向止推滾動(dòng)軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其特征在于上 述襯套(4)內(nèi)表面上分別以主靜壓油腔(12)、第一輔助潤(rùn)滑油腔(13)和第二輔助潤(rùn)滑油 腔(14)為中心設(shè)置結(jié)構(gòu)相同的三個(gè)張角分別為120°的工作面；即主工作面、第一輔助工 作面和第二輔助工作面；通過(guò)輔助裝置三排油腔/三個(gè)工作面的位置可自由調(diào)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其特征在于上 述襯套(4)由多層金屬構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其特征在于上 述襯套(4)的兩側(cè)裝有雙向止推滾動(dòng)軸承，在軸承座(1)的壁內(nèi)設(shè)置結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的 三個(gè)進(jìn)油孔(20)，進(jìn)油孔(20)的進(jìn)口設(shè)在軸承座(1)的外壁上，在軸承座(1)與襯套(4) 的球面配合處的軸承座(1)上設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的三個(gè)供油池(19)，供油池(19)的 底部與進(jìn)油孔(20)的出口相連通，供油池(19)的上部與結(jié)構(gòu)相同布設(shè)均勻的三個(gè)進(jìn)油通 道(21)的一端相連通，進(jìn)油通道(21)的另一端分別與軸向主供油通道(3)及軸向第一、第 二輔助供油通道(6)和(8)相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其特征在于上 述襯套(4)的兩側(cè)裝設(shè)有雙向止推滾動(dòng)軸承，所述雙向止推滾動(dòng)軸承為兩個(gè)單向推力球軸 承分置于襯套(4)的兩側(cè)；單向推力球軸承的軸圈或座圈的滾道形狀為深溝球或角接觸球 溝道結(jié)構(gòu)，相耦合的座圈或軸圈的滾道為寬溝平底型結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，其特征在于上 述三個(gè)工作面進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在軸承座(1)和襯套(4)上分別設(shè)置有螺孔，兩個(gè)螺孔中分別裝設(shè) 有螺桿，大、小齒輪(22)、(23)分別與兩個(gè)螺桿固定連接，大、小齒輪(22)、(23)相互嚙合連 接，通過(guò)大、小齒輪(22)、(23)的轉(zhuǎn)動(dòng)，襯套(4)在軸承座(1)內(nèi)的位置進(jìn)行自由轉(zhuǎn)換。
全文摘要
風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承，襯套外表面呈凸形球面，軸承座內(nèi)面呈凹形球面，襯套外球面與軸承座內(nèi)球面滑動(dòng)配合且跟蹤主軸軸線(xiàn)的傾斜自動(dòng)調(diào)位；襯套內(nèi)表面均勻布設(shè)三排靜壓油腔，靜壓油腔的底端分別與設(shè)置在襯套壁內(nèi)的供油通道連通，供油通道的入口設(shè)置在襯套的端面上；但當(dāng)襯套帶雙向止推滾動(dòng)軸承，入口則布置在軸承座上；襯套內(nèi)表面分別以油腔為中心設(shè)置三個(gè)張角分別為120°的工作面，這三個(gè)工作面通過(guò)輔助裝置使襯套在軸承座內(nèi)進(jìn)行自由地位置轉(zhuǎn)換。襯套由多層金屬構(gòu)成。本發(fā)明應(yīng)用摩擦學(xué)原理設(shè)計(jì)，充分滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)靜-動(dòng)壓自位式主軸油膜軸承的要求，結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高，具有廣泛地應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F16C23/00GK101956676SQ20091001252
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者郭溪泉 申請(qǐng)人:郭溪泉