一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及軸承潤滑系統，具體為一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統。一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統，包括帶有軸承室的端蓋、軸承、軸承外蓋、軸承內蓋；端蓋位于軸承外側面與軸承外蓋內側之間的位置向轉軸軸線方向周圈凸出形成擋油環，油封與擋油環對應的位置則向遠離轉軸軸線方向一側延伸形成甩油環；擋油環、甩油環與軸承外側面之間形成與軸承滾珠位置相對應的廢舊油脂存儲空間；擋油環與甩油環之間的空隙形成廢舊油脂排出通道；端蓋的外壁、油封外壁以及軸承外蓋的內壁之間形成與廢舊油脂排出通道相連通的廢舊潤滑脂收集空間。本發明由于順暢了軸承潤滑通道，有效降低了軸承在工作中由于潤滑脂積累過多而造成的風力發電機軸承發熱。
【專利說明】-種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及軸承潤滑系統，具體為一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統。
【背景技術】
[0002] 隨著風電行業的迅猛發展、風電機組裝機容量的迅速擴大，風力發電場中運行的 風電機組中各大零、部件的故障也大量增加。風力發電機的軸承故障就是其中之一。
[0003] 軸承故障占到風力發電機故障的60-70%以上，而引起軸承故障的原因中，又有 35%左右是由潤滑系統排脂通道不通暢、潤滑不良等原因造成軸承發熱引起的。因此，保證 軸承潤滑是風電機組在現場維護項目中的重要部分。目前大功率的風力發電機的軸承潤滑 均采用自動注油器潤滑，它是將原來由每3個月或6個月補充一次的潤滑脂量平均分配到 每10-20小時補充一次，實現了潤滑脂的隨時補充，保證了軸承的可靠潤滑。但是，采用自 動注油器潤滑后，只解決了日常維護中的潤滑脂補充問題，而軸承因潤滑不良、排脂通道不 通暢等原因造成的故障并沒得到徹底解決，并且還帶來了新的問題。
[0004] 目前的多兆瓦級的大型半直驅永磁風力發電機在我國還處于試制階段，并沒有得 到大規模的應用；所以，多兆瓦級大型半直驅風力發電機的軸承結構大多借鑒兆瓦級雙饋 型風力發電機和籠型風力發電機的軸承結構。（見圖二） 現有的風機軸承安裝結構如下：包括帶有軸承室的端蓋、設置在端蓋軸承室內的軸承、 分別設置在端蓋軸承室內外兩側的軸承外蓋以及軸承內蓋；軸承上位于軸承外蓋內側的位 置上套設有油封；油封與軸承滾珠相對應的表面與軸承之間存有間隙且形成廢舊油脂存儲 空間，油封外沿與軸承外蓋內側面之間形成廢舊油脂排出通道，軸承外蓋內開有與廢舊油 脂排出通道相連通的空腔形成廢舊潤滑脂收集空間，軸承外蓋下部設有與廢舊油脂存儲空 間相連通的出油口。
[0005] 潤滑脂通過：外軸承蓋一端蓋一內軸承蓋一軸承一油封共同組成軸承的潤滑通道 對軸承進行潤滑，同時通過：軸承一油封一外軸承蓋共同組成廢舊油脂存儲空間、排脂通道 以及廢舊潤滑脂收集空間將廢舊潤滑脂排出。
[0006] 現有技術的缺點：1、現有的軸承潤滑系統結構不能及時、有效地排出軸承運行過 程中產生的的廢舊潤滑脂。
[0007] 由于大型多兆瓦級風力發電機組采用自動注油器補充潤滑脂，時間間隔數小時補 充一次。而現有的軸承結構潤滑系統中：a.廢舊潤滑脂存儲空間小（3-5mm)(圖二中9處)； b.排脂通道的尺寸小（4-7mm)(圖二中10處)，c.廢舊潤滑脂收集空間緊湊（20x30mm)(圖 二中11處)等，造成不能及時、有效地排出軸承運行過程中產生的的廢舊潤滑脂。軸承在這 種條件下長期運行，極易造成因廢舊潤滑脂積累逐漸增多，引起軸承發熱，造成軸承溫升高 的故障，進而引起如軸承抱死等更大的軸承故障。
[0008] 2、不利于潤滑脂的保存。
[0009] 由于存儲空間小，不能保存多余的潤滑脂，容易使潤滑脂中的油液流失，不能使潤 滑脂參與二次潤滑，容易引起運行中的軸承潤滑不良，也會造成軸承故障。
[0010] 3、影響新潤滑脂的補充。
[0011] 由于排脂通道不暢，廢舊潤滑脂不能及時排出，新潤滑脂的補充就會受到影響，并 且還會造成部分潤滑脂(油脂）從軸承內蓋與轉軸、軸承內蓋與端蓋之間間隙滲漏，造成污 染。
[0012] 綜上所述，針對現有技術存在的問題，迫切需要一種能夠減少軸承溫度升高故障 的新型軸承潤滑系統。
【發明內容】
[0013] 本發明為解決目前風力發電機組軸承排脂通道不暢導致軸承溫度升高故障的技 術問題，提供一種風力發電機軸承潤滑系統。
[0014] 本發明是采用如下技術方案實現的：一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統， 包括帶有軸承室的端蓋、設置在端蓋軸承室內的軸承、分別設置在端蓋軸承室內外兩側的 軸承外蓋以及軸承內蓋；穿過軸承的轉軸在位于軸承外蓋內側的部分套設有油封；端蓋位 于軸承外側面與軸承外蓋內側之間的位置向轉軸軸線方向周圈凸出形成擋油環，油封與 擋油環對應的位置則向遠離轉軸軸線方向一側延伸形成甩油環；擋油環、甩油環與軸承外 側面之間形成與軸承滾珠位置相對應的廢舊油脂存儲空間；擋油環與甩油環之間的空隙 形成廢舊油脂排出通道；端蓋的外壁、油封外壁以及軸承外蓋的內壁之間形成與廢舊油脂 排出通道相連通的廢舊潤滑脂收集空間；軸承外蓋上開有與廢舊潤滑脂收集空間連通的 出油口；所述廢舊油脂存儲空間中油封與端蓋內壁之間間距為55±5mm，擋油環以及甩油 環與軸承外表面之間間距為18~20mm，擋油環與甩油環之間間隙為2(T25mm，端蓋外表面 與軸承外蓋內壁之間的間距為3(T35mm，廢舊潤滑脂收集空間出油口至油封頂端的尺寸為 70±5mm〇
[0015] 本發明所述的軸承潤滑系統結構，結合風力發電機組在日常維護中采用自動注油 器的特點，采用開放式軸承潤滑排脂通道，可以使風力發電機軸承在運行過程中產生的廢 舊潤滑脂順利、及時地排出，并脫離與軸承的接觸，減少風力發電機運行過程中的軸承發熱 頻次；同時，又能順利接受由自動潤滑器補充的新潤滑脂。因此，本發明順暢了風力發電機 的軸承潤滑油路，減少了風力發電機組因發電機軸承溫升高故障而引起的停機事故頻次。
[0016] 針對風力發電機軸承在運行過程中由于廢舊潤滑脂積累過多引起的軸承溫升高 的故障，本發明在在不改變其他結構的情況下，采用了新型軸承潤滑系統，來實現減少軸承 溫升高的故障。（具體見圖1)。
[0017] 1、較大容積的廢舊潤滑脂儲存空間（圖1中9處);2、開放式、大尺寸寬松的廢舊潤 滑脂排脂通道（圖1中10處）；3、廢舊潤滑脂大容積收集空間（圖1中11處)。
[0018] 進一步的，油封上的甩油環靠近軸承的內側面呈傾斜結構且與由外向內的轉軸軸 線呈55?65°夾角。
[0019] 其中，1、較大容積的廢舊潤滑脂儲存空間（圖1中9)，不僅可以有效地存儲潤滑 月旨，減少軸承在運行過程中潤滑脂中液態油的流失，同時也能保證潤滑脂在過量的情況下， 能夠緩解因潤滑脂過多引起的軸承溫升高的故障。
[0020] 2、開放式、大尺寸寬松的廢舊潤滑脂排脂通道尺寸（圖1中10)，是為了廢舊潤滑 脂能及時、順利的排出，不使廢舊潤滑脂過多積累而造成軸承溫升高的故障。
[0021] 3、與水平成夾角狀的軸承油封在運行過程中，利用離心力的作用將多余的潤滑脂 補充到軸承中去，使潤滑脂參與二次潤滑，使得軸承在運行過程中得到潤滑補充（圖3)。
[0022] 4、廢舊潤滑脂大容積的收集空間（圖1中11)，是為了使脫離與軸承接觸的廢舊潤 滑脂能充分地、順暢地收集到集油器。
[0023] 本發明由于順暢了軸承潤滑通道，有效地降低了軸承在工作中由于潤滑脂積累過 多而造成的風力發電機軸承發熱，消除了故障隱患，進而減少了因風力發電機軸承故障造 成的風力發電機組停機事故，提高了風力發電機組的工作效率，增加了發電量，提高了業主 的經濟效益，同時減少了因軸承故障造成的經濟損失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1本發明所述改進后的潤滑系統的結構示意圖。
[0025] 圖2目前風力發電機上常用的潤滑系統的結構示意圖。
[0026] 圖3本發明所述甩油環傾角部分的局部放大結構示意圖。
[0027] 圖4潤滑系統的局部放大結構示意圖。
[0028] 1-端蓋，2_軸承，3_軸承外蓋，4_軸承內蓋，5_轉軸，6_油封，7_擋油環，8_甩油 環，9-廢舊油脂存儲空間，10-廢舊油脂排出通道，11-廢舊潤滑脂收集空間，12-出油口。
【具體實施方式】
[0029] 一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統，包括帶有軸承室的端蓋1、設置在端蓋 1軸承室內的軸承2、分別設置在端蓋1軸承室內外兩側的軸承外蓋3以及軸承內蓋4 ;穿過 軸承2的轉軸5在位于軸承外蓋3內側的部分套設有油封6 ;端蓋1位于軸承2外側面與軸 承外蓋3內側之間的位置向轉軸軸線方向周圈凸出形成擋油環7,油封6與擋油環7對應的 位置則向遠離轉軸5軸線方向一側延伸形成甩油環8 ;擋油環7、甩油環8與軸承2外側面 之間形成與軸承滾珠位置相對應的廢舊油脂存儲空間9 ;擋油環7與甩油環8之間的空隙 形成廢舊油脂排出通道10 ;端蓋1的外壁、油封6外壁以及軸承外蓋3的內壁之間形成與 廢舊油脂排出通道10相連通的廢舊潤滑脂收集空間11 ;軸承外蓋3上開有與廢舊潤滑脂 收集空間11連通的出油口 12 ;所述廢舊油脂存儲空間9中油封6與端蓋1內壁之間間距c 為55±5mm，擋油環7以及甩油環8與軸承2外表面之間間距b為18?20mm，擋油環7與甩 油環8之間間隙d為2(T25mm，端蓋1外表面與軸承外蓋3內壁之間的間距f為3(T35mm， 廢舊潤滑脂收集空間11出油口至油封6頂端的尺寸e為70±5mm。
[0030] 油封6上的甩油環8靠近軸承2的內側面呈傾斜結構且與由外向內的轉軸軸線呈 55?65°夾角。（圖3中a所示)。
[0031] 本發明通過對潤滑系統中廢舊油脂存儲空間9,廢舊油脂排出通道10和廢舊潤滑 脂收集空間11的大小做了改進，順暢了軸承潤滑通道，有效地降低了軸承在工作中由于潤 滑脂積累過多而造成的風力發電機軸承發熱，消除了故障隱患。圖4(圖1中位于轉軸下方 的局部結構示意圖）中可以清楚的看出改進后的各尺寸變化圖；同時本發明還對油封的結 構做出了改進(甩油環8的結構)，如圖3所示；廢舊油脂存儲空間9與軸承滾珠的位置相對 應；甩油環8的傾斜結構可以利用離心力的作用將多余的潤滑脂補充到軸承中去，使潤滑 脂參與二次潤滑中。
【權利要求】
1. 一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統，包括帶有軸承室的端蓋（1)、設置在端 蓋（1)軸承室內的軸承（2)、分別設置在端蓋（1)軸承室內外兩側的軸承外蓋（3)以及軸承 內蓋（4);穿過軸承（2 )的轉軸（5 )在位于軸承外蓋（3 )內側的部分套設有油封（6 );其特征 在于，端蓋（1)位于軸承（2)外側面與軸承外蓋（3)內側之間的位置向轉軸軸線方向周圈凸 出形成擋油環（7)，油封（6)與擋油環（7)對應的位置則向遠離轉軸（5)軸線方向一側延伸 形成甩油環（8);擋油環（7)、甩油環（8)與軸承（2)外側面之間形成與軸承滾珠位置相對應 的廢舊油脂存儲空間（9);擋油環（7)與甩油環（8)之間的空隙形成廢舊油脂排出通道（10); 端蓋（1)的外壁、油封（6)外壁以及軸承外蓋（3)的內壁之間形成與廢舊油脂排出通道（10) 相連通的廢舊潤滑脂收集空間（11);軸承外蓋（3)上開有與廢舊潤滑脂收集空間（11)連通 的出油口（12);所述廢舊油脂存儲空間（9沖油封（6)與端蓋（1)內壁之間間距為55±5mm， 擋油環（7)以及甩油環（8)與軸承（2)外表面之間間距為（18~20mm)，擋油環（7)與甩油環 (8)之間間隙為（2(T25mm)，端蓋（1)外表面與軸承外蓋（3)內壁之間的間距為（3(T35mm)， 廢舊潤滑脂收集空間（11)出油口至油封（6)頂端的尺寸為70±5mm。
2. 如權利要求1所述的一種半直驅永磁風力發電機軸承潤滑系統，其特征在于，油封 (6)上的甩油環（8)靠近軸承（2)的內側面呈傾斜結構且與由外向內的轉軸軸線呈55飛5° 夾角。
【文檔編號】F16C33/66GK104158337SQ201410414128
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】程東星, 張晉軍 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司