[发明专利]加热装置及使用该加热装置进行的发电机转轴的装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机装配领域。更具体地说，本发明涉及一种加热装置及使用该加热装置的发电机转轴的装配方法。

背景技术

对于大型的直驱永磁风力发电机，发电机定子主轴和发电机转轴之间前后两端通过过盈配合安装两个轴承，即前轴承和后轴承。前轴承位于定子主轴和转轴小径端之间，靠近与转轴中法兰连接的叶轮轮毂；后轴承位于定子主轴与转轴大径端之间。叶轮片固定在叶轮轮毂上，通过转轴间驱动发电机转子。一般，前轴承采用圆锥滚子轴承(BT轴承)，后轴承采用圆柱滚子轴承(NT轴承)。目前，对于BT轴承和NT轴承的装配一般采用温差法，实现轴承的过盈装配。

参照图1至图9，BT轴承和NT轴承的装配方法大约包括如下步骤：

(1)将发电机定子主轴1垂直固定在安装台上，借助感应加热器将NT轴承的内圈3加热膨大至满足要求的膨胀量后，将其套入定子主轴1；

(2)借助冷却柜将BT轴承的第一外圈5和NT轴承的外圈4冷却收缩至满足要求的收缩量后，分别装入发电机转轴2的小径端202的轴承安装面和大径端201的轴承安装面；

(3)将安装有NT轴承的外圈4和BT轴承的第一外圈5的转轴2套在定子主轴1上，并使NT轴承的外圈4套在NT轴承的内圈3上；

(4)借助加热器将BT轴承的内圈6和第二外圈7加热膨大至满足要求的膨胀量后，依次将两者装入定子主轴1和转轴2的小径端202之间。

至此，发电机的轴承形成一个整体，待轴承温度恢复到室温状态时，发电机的主轴形成过盈连接。

对于转轴尺度较小、质量较轻的电机结构的轴承安装，这是温差法装配中比较简便的装配方法。在装配过程中只需对轴承的某些部件进行加热胀大或冷却收缩即可完成装配。但是对于具有大尺度、大质量的直驱风力发电机而言，轴承装配时需要采用大型行车吊装和工装设备，而且在装配时，由于NJ轴承的外圈和保持架在与内圈的装配过程中没有可视化的具体措施，NT轴承的外圈与定子主轴上的NT轴承的内圈无法实现精确的对准，安装人员完全凭借经验将转轴安装到定子主轴上，在安装中不可避免地会出现保持架与内圈的撞击，这样，轴承的各个部件可能会发生碰撞损伤，导致轴承的使用寿命显著降低，提高了生产成本。此外，轴承的外圈和内圈的间隙较小，可能需要多次重新安装，使得装配的精度不高，效率也不高，直接降低了风力发电机的性能，且提高了装配成本。

因此，如何高精度、高效地完成轴承的装配，并提高轴承的使用寿命是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种加热装置，以实现对发电机转轴和前轴承的加热膨大处理。本发明的另一目的是提供一种使用该加热装置的发电机转轴的装配方法，以高效、高精度地完成发电机转轴的装配，并提高轴承的使用寿命和风力发电机的性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种加热装置，所述加热装置包括：

壳体，具有内腔，待加热的转轴放置在所述内腔中，所述转轴的小径端朝上放置，且小径端内安装有前轴承；

驱动电机，设置在所述壳体的底部；

离心风机，设置在转轴的下方，由所述驱动电机驱动并连接在所述驱动电机上方；

电热源，设置在所述离心风机的上方，并位于所述转轴内部；

导流射流装置，设置在所述空腔的中上部，并至少位于所述转轴的小径端外部，与所述壳体的内壁形成热空气的上升通道，以使被加热的空气从所述转轴的底部流出后，沿所述壳体的内壁上升，并从所述导流射流装置内冲出，撞击到所述转轴的小径端，使所述转轴的小径端先于所述前轴承膨胀，且小径端的膨胀速度大于所述前轴承的膨胀速度。

优选地，所述壳体包括至少内外两层钢板，在所述钢板之间填充有保温材料。

优选地，所述驱动电机位于所述壳体的底部至少两层钢板之间。

优选地，所述加热装置还包括支撑装置，所述转轴放置在所述支撑装置上。

优选地，所述支撑装置包括设置在所述壳体的底部的三点支撑件。

优选地，所述加热装置还包括限位装置，以对所述转轴与所述壳体的相对位置进行限定。

优选地，所述限位装置包括设置在所述支撑装置上方并向上突出的限位突起。

优选地，在所述转轴的顶端和所述壳体的顶部之间设置有缓冲室。

优选地，在所述内腔的顶部设置有网状支架，所述缓冲室位于所述网状支架的中央位置。

优选地，所述导流射流装置包括：