[发明专利]大型兆瓦级风电机组主轴系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种主轴系统，特别是一种大型兆瓦级风电机组主轴系统。

背景技术

随着新能源行业的发展，作为新能源中开发较早的风能，在电网中占据了越来越大的比重。同时，越来越多的风机制造商开发了各种不同的风力发电机主机，目前主要类型共分两种：水平轴和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。为了增强产品在市场上的竞争实力，从传动链设计的改进，到各种零部件不同功能的考虑，都成为风力发电机主机设计改进的不同考虑因素。

根据风力发电机的工作原理，传统风力发电机组传动链系统通常采用如下设计思路：叶轮将风能转化为转动的机械能，机械能通过传动链系统耦合到发电机，产生电能。设计的主要部件包括：叶轮、主轴系统、齿轮箱（增速箱）和发电机。主轴系统，一般包括转子轴、轴承、轴承座及轴承附件；采取单轴承或双轴承的配置是比较传统且比较常用的形式。随着风力发电机的发展，大功率风力发电机成为市场发展的趋势，较高的能量密度也成为各主机制造商争相追赶的目标，给轴承设计带来了极大挑战。在大功率风力发电机里，要保证有足够的载荷能力承受较大的风力载荷。因此，主轴，包括轴承的尺寸势必要增大，而这必定会造成主机整体重量的增加，随之而来的则是主机相关部件制造成本的增加。现有技术的主轴轴承通常选择双列球面滚子轴承，内外圈均为圆柱形，具备自调心功能；轴承座经过加热后与轴承外圈配合，装配时需要保持轴承与轴承座端面的绝对水平，且需要方向引导装置，下落过程不允许发生倾斜或停顿；风机正常运行过程中，由于风机主轴系统相对于水平面呈现5°的倾角，因此圆柱形的轴承外圈和轴承座内圈受力不均，长期运行极易导致轴承外圈与轴承座内圈发生相对位移或脱离，直接导致风机传动系统故障，严重影响了风机的正常运行。随着风电机组向大型化发展，急需设计一种既能保证承载能力，又方便安装、无需增大机件尺寸的传动结构装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构合理、装配便捷的大型兆瓦级风电机组主轴系统。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种大型兆瓦级风电机组主轴系统，它包括主轴、主轴承和机舱座；其特点是，所述的主轴承为接触角45°双列圆锥滚子轴承，该双列圆锥滚子轴承设有锥形外圈结构；所述的机舱座的内圈为锥形结构，并通过该锥形结构与主轴承的锥形外圈结构配合连接。

本发明所述的大型兆瓦级风电机组主轴系统中：所述的主轴承通过热装的方式安装在主轴上，且主轴与主轴承内圈进行过盈配合连接。

本发明大型兆瓦级风电机组主轴系统采用最佳接触角并带有锥形外圈结构的双列圆锥滚子轴承作为主轴承，与带有锥形内圈结构的机舱座装配成一体式结构，保证了主轴承与机舱座之间的紧密配合，实现机械能平稳传递，机舱座作为风电机组的完全承载体，可以完全消化来自叶轮转动所产生的各种载荷，减少对齿轮箱的冲击。安装时无需特殊的导向装置，即可实现轴承与机舱座的顺利配合；主轴系统安装过程中，也不需要对主轴承与机舱座进行紧固压紧，通过轴承自身重力，即可保证与机舱座的位置固定；主轴两端的法兰分别连接叶轮和齿轮箱的输入轴端；大大缩短了传动力臂。

与现有技术相比，本发明大型兆瓦级风电机组主轴系统极大的降低了主轴承与轴承座的装配难度，保证了风机的主轴系统传动质量，使主轴系统结构更合理、体积更小、连接更紧密、传动效率更高。

附图说明

图1为发明的一种结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1，一种大型兆瓦级风电机组主轴系统，该系统包括主轴1、主轴承2和机舱座3；所述的主轴承2为接触角45°双列圆锥滚子轴承，该双列圆锥滚子轴承设有锥形外圈结构；所述的机舱座3的内圈4为锥形结构，并通过该锥形结构与主轴承的锥形外圈结构配合连接。

实施例2，实施例1所述的大型兆瓦级风电机组主轴系统中：所述的主轴承2通过热装的方式安装在主轴1上，且主轴1与主轴承内圈进行过盈配合连接。