專利名稱：同軸連接軸承的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于風力發電技術領域，涉及一種能夠將現有的定槳距風力發電機組 改裝為變槳距風力發電機組的同軸連接軸承。
背景技術：
隨著能源與環境的壓力增加，清潔可再生的新能源近年受到普遍重視。在各類綠 色能源中，風能是前景潛力巨大的可再生能源之一，其使用清潔，成本較低，取用不盡。風力 發電具有裝機容量增長空間大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等優勢。而且風力發電技 術相對比較成熟，并且最具有大規模商業開發條件、成本相對較低。利用風能發電日益受到 關注并展現出廣闊的成長空間。中國風能豐富，風力發電裝備制造業具有廣闊的市場空間 和光明的前景。目前，風力發電機組主要有定槳距和變槳距之分，定槳距風力發電機組目前占據 主導地位，其主要結構特點是槳葉與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，槳葉的迎風 角度不能隨之變化。這一特點給定槳距風力發電機組提出了兩個必須解決的問題(1)、 當風速高于風輪的設計點風速即額定風速時，槳葉必須能夠自動地將功率限制在額定值附 近，因為風力機上所有材料的物理性能是有限度的。槳葉的這一特性被稱為自動失速性能。 (2)、運行中的風力發電機組在突然失去電網(突甩負載)的情況下，槳葉自身必須具備制 動能力，使風力發電機組能夠在大風情況下安全停機。對于大型風力發電機組來說，容易對 整機結構強度產生嚴重的影響。變槳距風力發電機組是指整個葉片繞葉片中心軸旋轉，使葉片攻角在一定范圍 (一般0° 90° )內變化，以便調節輸出功率不超過設計容許值。在機組出現故障時，需 要緊急停機，一般應先使葉片順槳，這樣機組結構中受力小，可以保證機組運行的安全可靠 性。變槳距葉片一般葉寬小，葉片輕，機頭質量比失速機組小，不需很大的剎車，啟動性能 好。在低空氣密度地區仍可達到額定功率，在額定風速之后，輸出功率可保持相對穩定，保 證較高的發電量。變槳距風力發電機組能夠顯著提高發電量，是大型風力發電機組中將會 普遍采用變槳距技術。如果能夠將現有的大量的定槳距風力發電機組改裝為變槳距動力發電機組，就可 以大大提高發電效率。這種改裝顯然需要用到軸承結構，普通的軸承一般是由能夠相對轉 動的外圈與內圈組成，外圈與內圈的尺寸不同。而定槳距風力發電機組中的葉片與輪轂之 間是采用螺栓直接連接，葉片及輪轂上的安裝孔是一一對應的，顯然地，在葉片及輪轂都不 更換的前提下，采用普通的軸承是無法將軸承的外圈、內圈與風力發電機組的葉片、輪轂分 別連接的。
發明內容本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種結構巧妙合理的同軸連接軸承， 該軸承能夠在葉片及輪轂都不更換的前提下，將現有的定槳距風力發電機組改裝為變槳距風力發電機組，大大提高發電效率，并且改裝方便，成本低廉。按照本實用新型提供的技術方案，所述同軸連接軸承包括有同軸心設置的外圈、 內圈以及若干個嵌置于外圈與內圈之間的滾動體，其特征在于，內圈包括具有第一外徑的 第一內圈和具有第二外徑的第二內圈，第一外徑大于第二外徑；外圈包括具有第一內徑的 第一外圈和具有第二內徑的第二外圈，第一內徑大于第二內徑；內圈套裝在外圈中，內圈上 的第一內圈、第二內圈分別與外圈上的第一外圈、第二外圈對應裝配，第一內圈外周與第一 外圈內周之間嵌設第一滾動體，第二內圈外周與第二外圈內周之間嵌設第二滾動體，在第 一內圈上開設有內圈固定孔，在第二外圈上開設有外圈固定孔，內圈固定孔與外圈固定孔 的中心在同一圓周上。作為本實用新型的進一步改進，所述第一內圈、第二內圈的外周壁和第一外圈、第 二外圈的內周壁上分別凹設有與第一滾動體、第二滾動體對應的滾槽，第一滾動體、第二滾 動體分別嵌置于滾槽內。作為本實用新型的進一步改進，所述第二外圈與第一內圈的相對面之間設有輔滾 動體；輔滾動體可以采用滾珠或滾柱。作為本實用新型的進一步改進，所述第一內圈外周與第一外圈內周之間的第一滾 動體和第二內圈外周與第二外圈內周之間的第二滾動體采用滾珠，以使得本實用新型具有 足夠的靈活性。作為本實用新型的進一步改進，所述第一內圈外周與第一外圈內周之間的第一滾 動體和第二內圈外周與第二外圈內周之間的第二滾動體采用滾柱，以使得本實用新型具有 足夠的承載能力。作為本實用新型的進一步改進，所述第一滾動體和第二滾動體中的一組采用采用 滾珠，另一組采用滾柱。作為本實用新型的進一步改進，所述內圈固定孔和外圈固定孔設為沉頭固定孔， 在第一內圈和第二外圈上分別開設有對應于沉頭固定孔的裝配孔。本實用新型的優點在于(1)、結構簡單巧妙，在葉片及輪轂都不更換的前提下，葉片通過其上的原有連接 孔與軸承上的內圈固定孔或外圈固定孔連接，而輪轂與軸承上的另一個固定孔連接，從而 實現了定槳距風力發電機組到變槳距風力發電機組的改裝，大大提高發電效率，并且改裝 方便，成本低廉。(2)、第一內圈外周與第一外圈內周之間的第一滾動體以及第二內圈外周與第二 外圈內周之間的第二滾動體可以根據實際需要在滾珠或滾柱之間自由選配，從而實現靈活 性及承載能力之間的完美結合，提高軸承的總體性能。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖視情況之一。圖3為圖1的A-A剖視情況之二。圖4為本實用新型加裝有輔滾動體時的結構示意圖。附圖標記說明1-外圈、Ia-第一外圈、Ib-第二外圈、2-內圈、2a_第一內圈、
42b-第二內圈、3-滾動體、3a-第一滾動體、3b-第二滾動體、4-內圈固定孔、5-外圈固定孔、 6-裝配孔、7-滾槽、8-輔滾動體。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、圖2所示，本實用新型主要由同軸心設置的外圈1、內圈2以及若干個嵌 置于外圈1與內圈2之間的滾動體3組成。所述內圈2包括具有第一外徑的第一內圈2a 和具有第二外徑的第二內圈2b，第一外徑大于第二外徑；所述外圈1包括具有第一內徑的 第一外圈Ia和具有第二內徑的第二外圈lb，第一內徑大于第二內徑；內圈2套裝在外圈1 中，內圈2上的第一內圈2a、第二內圈2b分別與外圈1上的第一外圈la、第二外圈Ib對應 裝配，第一內圈2a外周與第一外圈Ia內周之間嵌設第一滾動體3a，第二內圈2b外周與第 二外圈Ib內周之間嵌設第二滾動體3b ；在第一內圈2a、第二內圈2b的外周壁和第一外圈 la、第二外圈Ib的內周壁上分別凹設有與第一滾動體3a、第二滾動體3b對應的滾槽7，第 一滾動體3a、第二滾動體3b分別嵌置于滾槽7內，以提高軸承的強度及安全性。在第一內 圈2a上開設有內圈固定孔4，在第二外圈上開設有外圈固定孔5，內圈固定孔4與外圈固定 孔5的中心在同一圓周上。如圖2、圖3所示，所述的第一滾動體3a、第二滾動體3b可以根據具體情況采用滾 珠或者滾柱，如在風向比較復雜、葉片變向比較頻繁的情況下，第一滾動體3a、第二滾動體 3b可以都采用滾珠，這種結構的靈活性較好；而在風向比較穩定、葉片變向較少的情況下， 第一滾動體3a、第二滾動體3b可以都采用滾柱，這種結構的承載能力相對較大；另外也可 將第一滾動體3a、第二滾動體3b中的一組設置成滾珠，另一組設置成滾柱，以在靈活性和 承載能力之間取得平衡。如圖4所示，為了進一步提高本實用新型轉動的靈活性，在所述第二外圈Ib與第 一內圈2a的相對面之間設有輔滾動體8，該輔滾動體8可以根據不同的情況采用滾珠或滾 柱。如圖2 圖4所示，所述內圈固定孔4和外圈固定孔5優選設為沉頭固定孔，沉頭 固定孔可以提供足夠的預緊力，提高葉片、輪轂與軸承之間的連接強度，提高風力發電機組 的安全性。由于螺栓的頭部尺寸較大，為了能夠順利裝配，在第一內圈2a和第二外圈Ib上 還分別開設有對應于沉頭固定孔的裝配孔6。具體安裝時，將原有的定槳距風力發電機組的葉片及輪轂拆開，葉片通過其上的 原有連接孔與本實用新型的內圈固定孔4或外圈固定孔5利用螺栓連接固定，而輪轂與本 實用新型所述軸承上的另一個固定孔采用螺栓連接，從而實現了定槳距風力發電機組到變 槳距風力發電機組的改裝。
權利要求同軸連接軸承，包括有同軸心設置的外圈(1)、內圈(2)以及若干個嵌置于外圈(1)與內圈(2)之間的滾動體(3)，其特征在于，內圈(2)包括具有第一外徑的第一內圈(2a)和具有第二外徑的第二內圈(2b)，第一外徑大于第二外徑；外圈(1)包括具有第一內徑的第一外圈(1a)和具有第二內徑的第二外圈(1b)，第一內徑大于第二內徑；內圈(2)套裝在外圈(1)中，內圈(2)上的第一內圈(2a)、第二內圈(2b)分別與外圈(1)上的第一外圈(1a)、第二外圈(1b)對應裝配，第一內圈(2a)外周與第一外圈(1a)內周之間嵌設第一滾動體(3a)，第二內圈(2b)外周與第二外圈(1b)內周之間嵌設第二滾動體(3b)，在第一內圈(2a)上開設有內圈固定孔(4)，在第二外圈上開設有外圈固定孔(5)，內圈固定孔(4)與外圈固定孔(5)的中心在同一圓周上。
2.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述第一內圈(2a)、第二內圈 (2b)的外周壁和第一外圈(la)、第二外圈(Ib)的內周壁上分別凹設有與第一滾動體(3a)、 第二滾動體(3b)對應的滾槽(7)，第一滾動體(3a)、第二滾動體(3b)分別嵌置于滾槽(7) 內。
3.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述第二外圈(Ib)與第一內圈 (2a)的相對面之間設有輔滾動體(8)。
4.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述的第一滾動體(3a)和第二 滾動體(3b)采用滾珠。
5.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述的第一滾動體(3a)和第二 滾動體(3b)采用滾柱。
6.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述的第一滾動體(3a)和第二 滾動體(3b)中的一組采用滾珠，另一組采用滾柱。
7.如權利要求3所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述輔滾動體(8)可以采用滾珠 或滾柱。
8.如權利要求1所述的同軸連接軸承，其特征還在于，所述內圈固定孔(4)和外圈固定 孔(5)設為沉頭固定孔，在第一內圈(2a)和第二外圈(Ib)上分別開設有對應于沉頭固定 孔的裝配孔(6)。
專利摘要本實用新型涉及一種同軸連接軸承，軸承的內圈包括具有第一外徑的第一內圈和具有第二外徑的第二內圈，第一外徑大于第二外徑；外圈包括具有第一內徑的第一外圈和具有第二內徑的第二外圈，第一內徑大于第二內徑；內圈套裝在外圈中，內圈上的第一內圈、第二內圈分別與外圈上的第一外圈、第二外圈對應裝配，第一內圈外周與第一外圈內周之間嵌設第一滾動體，第二內圈外周與第二外圈內周之間嵌設第二滾動體，在第一內圈上開設有內圈固定孔，在第二外圈上開設有外圈固定孔，內圈固定孔與外圈固定孔的中心在同一圓周上。本實用新型能夠在葉片及輪轂不更換的前提下，將定槳距風力發電機組改為變槳距風力發電機組，提高發電效率且改裝方便，成本低廉。
文檔編號F03D11/00GK201730965SQ20102019366
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月11日 優先權日2010年5月11日
發明者楊雷, 趙新華, 郭大宏 申請人:無錫風電設計研究院有限公司