[发明专利]风力发电设备的转子毂的轴承装置及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电设备的转子的轴承装置，该轴承装置包括具有至少一个转子叶片的转子毂和滚动轴承，转子毂通过滚动轴承可相对于机座旋转地支承在风力发电设备的吊舱中，其中，滚动轴承具有外环和内环，在外环和内环之间布置有滚动体。另外，本发明涉及一种更换风力发电设备的这种轴承装置的方法。

背景技术

风力发电设备的转子通常支承在承载有转子轴的主轴承结构中。该转子轴被安装在传动机构的输入轴上，以便传递驱动能。转子轴的支承通常是通过与至少两个滚动轴承的固定-脱离支承实现的。然而这种结构形式需要大的结构空间，而且相对昂贵。

现已公知有这样的风力发电设备，其只用一个滚动轴承作为轴承装置，该滚动轴承可以传递所有的力和转矩。这种方案费用不高，而且需要的结构空间较小。为了在主轴承上进行维修工作或者为了更换风力发电设备的轴承，通常需要拆除转子。在虑及新设备要被安装到高度超过100m的塔柱上的实际情况下，这种拆卸涉及巨大的成本因素。

这样一种轴承装置已由例如DE 10102255A1而为人所知。该专利公开文件描述了一种具有固定于塔柱顶端的机座的风力发电设备，该机座一方面保持住发电机的静止部分，另一方面支承着发电机的旋转部分以及转子的承载着转子叶片的轮毂，其中，转子毂和发电机的旋转部分被固定在共同的空心轴上，该空心轴通过滚动轴承安置在轴套上，而该轴套则安装在机座上。在此提出，在轴套与空心轴之间仅设置一个同时也接收力矩的轴承作为滚动轴承。通过这种方式，显著地减小了轴套的轴向长度并因而减轻了其重量，并且对于空心轴的用于支承的部分也应有同样的效果。因此，轴承应接收所有的力矩，包括方向不定的、出现在横向于空心轴轴线延伸的轴周围的力矩，而不至于使发电机转子相对于发电机定子的相对位置的变化超过临界尺度。

EP 1426639A1公开了一种将双列圆锥滚子轴承作为风力发电设备的滚动轴承进行装配的方法，该圆锥滚子轴承的特征在于，第一内环的各个扇段与第二内环的各个扇段以它们相向的轴向端面彼此接近，从而在外环的所有扇段刚好接触到空心轴的穿孔面且第一与第二内环的所有扇段刚好接触到空心轴的罩面时，第一与第二内环的各扇段的轴向端面之间留有轴向间隙。鉴于装配的舒适性，装配分段的轴承基本上是有优势的，但是由于是分段的，所以在滚动轴承的滚动面中会产生难以避免的不均匀性。

最后，在DE 10351524A1中公开了一种用于为风力发电设备传递转子弯矩及转子转矩的装置，该装置具有在其上固定有至少一个转子叶片的转子毂以及承载转子的大型滚动轴承，特别是圆锥滚子轴承，该大型滚动轴承具有固定在壳体上的外环以及串联的行星齿轮传动机构。在该装置中，轮毂被设置为直接与径向轴承的内环和/或轴承加固环相连接。因此应当认为创造出了一种特别紧凑、轻便、费用不大的装置，其通过大型滚动轴承与传动机构来传递转子弯矩和转子转矩。

仅具有一个转子主轴承的所有方案均存在这样一个缺点，即在需要时，更换轴承必须付出极大的机械及人工成本，其原因主要在于，必须将滚动轴承向后，也就是朝着风力发电设备的吊舱的内部方向抽出。这需要打开吊舱、拆除外罩、拆卸挡道的成套设备与机械组件等，在超出地面达100m的高度上，这些都是危险、并需要用到许多工具的作业，因为这种维护工作可能必须要投入很多的吊车及起重机台。

发明内容

基于公知现有技术中诸方案的上述缺点，本发明的基本目的因而在于提出一种排除了上述缺点的轴承装置及其装配方法。特别是提供一种方便装配与拆卸的风力发电设备的轴承装置。另外应详细说明更换该种轴承装置的方法。

本发明基于这样的认识，即通过将轴承装置的滚动轴承从前侧，也就是从远离发电机的那一侧插入到转子毂的扩大了直径的开口中并且与该转子毂连接在一起，从而实现上面提出的目的。

本发明因此涉及一种用于风力发电设备的转子的轴承装置，该轴承装置包括具有至少一个转子叶片的转子毂以及滚动轴承，该转子毂通过滚动轴承可相对于机座旋转地支承在风力发电设备的吊舱中，其中，滚动轴承具有外环和内环，在外环和内环之间布置有滚动体。另外，设计将滚动轴承共轴布置在转子毂的轴向向外张开的圆柱形开口中，其中，滚动轴承的外环与转子毂抗扭地并且可拆开地连接在一起。