[发明专利]包括支承结构和转动轴的装置以及风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括支承结构和转动轴的装置，转动轴和支承结 构通过至少一个液压动态转动轴承相互贴靠枢转支承。本发明还涉及 一种包括这种装置的风力涡轮机。

背景技术

液压动态转动轴承包括例如外部套筒、内圈和润滑剂。外部套筒 和内圈相对转动。在正常操作状态下，液压动态轴承的内圈和外部套 筒通过润滑剂薄膜分离。在液压动态转动轴承启动和停止时，即在例 如内圈相对于外部套筒的转动速度小时，这种润滑剂薄膜通常不能承 载液压动态转动轴承上的载荷，并且内圈和外部套筒直接接触。这导 致磨损增加，并且因此是不希望的。

在图1中，表示了液压动态轴承1的截面图，其中液压动态转动 轴承1是静止的。液压动态转动轴承包括设置衬套的外部套筒2、例 如设计成接收轴或轴颈的内圈3以及润滑剂4。如果液压动态转动轴 承1以其转动中心轴线大致在水平方向上定向的方式安装，在液压动 态转动轴承静止时，润滑剂4趋于收集在液压动态轴承1的下部。在 此构造中，内圈3压靠外部套筒2的上部。载荷力的冲击方向和点通 过图1的箭头F表示。与转动轴通过静态结构支承的“正常”情况不 同，这种情况对于通过转动的水平轴支承的静态、重力载荷来说是典 型的。

在图1所示的情况下，在启动时，内圈3和外部套筒2的接触区 域5内相互保持直接和干燥接触，直到内圈3足够转动以便将例如油 的润滑剂承载到接触区域5内为止。由于接触区域5位于液压动态转 动轴承1的上部，在润滑剂的载荷承载薄膜开始形成之前，内圈3必 须转动半圈。因此，在接触区域5内出现磨损，由此缩短液压动态转 动轴承1的寿命。

在US 6781276中，披露一种具有直接驱动发电机的风力涡轮机。 发电机包括定子配置和位于定子配置内部的转子配置。转子配置连接 到转子轴上。定子配置通过两个轴承支承在转子轴上，轴承可以是液 压动态转动轴承。在这种情况下，定子配置的载荷通过液压动态转动 轴承的位于转动轴以上的部分承载。在风力涡轮机、特别是其发电机 或类似结构静止时，在重力的影响下，液压动态转动轴承的润滑剂趋 于排到液压动态转动轴承的底部。在风力涡轮机、特别是发电机启动 时，定子配置的整个载荷将开始通过两个液压动态转动轴承的干燥的 轴承表面对轴承表面的接触来承载。由于转动轴或转子配置在润滑产 生作用之前必须转动显著的距离，液压动态转动轴承趋于严重磨损。

这种问题可通过刚好在转动轴以及液压动态转动轴承的内圈开始 转动之前将润滑剂泵送到液压动态转动轴承的接触区域来缓解。但是 对于其转动轴开始转动并且通过风力驱动的风力涡轮机来说，甚至在 没有得到电力时，基于润滑剂的主动泵送的解决方法会是不可行的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种开始描述的装置和风力涡轮机， 其方式是减小启动过程中液压动态转动轴承内的磨损。

此目的通过如下的装置创新地实现，该装置包括支承结构和大致 水平配置的转动轴，转动轴具有中心轴线，转动轴和支承结构通过至 少一个液压动态转动轴承相互贴靠枢转支承，液压动态转动轴承包括 相对枢转的第一轴承部分和第二轴承部分、润滑剂以及至少在液压动 态转动轴承静止时在第一轴承部分和第二轴承部分之间的接触区域， 其中转动轴和支承结构以如下方式成形，并且液压动态转动轴承以如 下方式配置在转动轴和支承结构上，使得液压动态转动轴承的接触区 域即使在液压动态转动轴承静止时也浸入润滑剂。因此，本发明人提 出一种被动解决方法，其中最好支承支承结构的静态、重力载荷的转 动、大致水平配置的轴的设计、该装置的支承结构的设计以及转动轴 和支承结构上的液压动态转动轴承的配置使得在液压动态转动轴承 静止时，液压动态转动轴承的第一和第二轴承部分的接触区域在液压 动态转动轴承的可以得到润滑剂的下半部内。以此方式，一旦例如转 动轴以及例如液压动态转动轴承开始转动时，润滑剂的载荷承载薄膜 能够开始形成。因此，可以减小液压动态转动轴承启动过程中磨损的 出现。

最好是，液压动态转动轴承的第一轴承部分是配置在转动轴上的 外部轴承套筒，并且液压动态转动轴承的第二轴承部分是连接到支承 结构上的内圈。

按照本发明的实施例，转动轴包括第一环形突出部，第一环形突 出部相对于转动轴的中心轴线具有外部环形表面和内部环形表面，其 中第一液压动态转动轴承的第一轴承部分(即外部轴承套筒)配置在 转动轴的第一环形突出部的内部环形表面上。