[发明专利]风力涡轮机轴承组件

说明书

本发明描述了一种风力涡轮机（2）的轴承组件（1），该轴承组件（1）包括：用于转子轴（20）的前轴承（11）；用于转子轴（20）的后轴承（12）；以及多个轴承连接器（13A、13B、13C），其布置在前轴承（11）与后轴承（12）之间，其中，轴承连接器（13A、13B、13C）的一个端部（131）固定到前轴承（11），并且轴承连接器（13A、13B、13C）的另一个端部（132）固定到后轴承（11）。本发明还描述了一种风力涡轮机（2）和一种设计轴承组件（1）的方法。

技术领域

本发明描述了一种风力涡轮机轴承组件；风力涡轮机；以及制造轴承组件的方法。

背景技术

风力涡轮机一般包括具有若干转子叶片的空气动力学转子。在具有齿轮箱的风力涡轮机中，空气动力学转子转动低速转子轴。齿轮箱在低速转子轴和高速发电机转子之间执行旋转速度转换。在风力涡轮机的操作期间，振动可发展并且会导致传动系的部件中的应力损坏或故障。因此，为了这种发电机的安全和高效的操作，非常重要的是确保在低速转子轴和任何支撑结构（例如机器底座之间）的负载力的高效传递。通常，这种风力涡轮机的低速转子轴由前轴承（靠近风力涡轮机的驱动端部或毂端部）和后轴承（靠近齿轮箱）保持。每个轴承通常借助于直径上相对的安装点被牢固地安装到诸如机器底座的支撑结构。安装点还可包括某些种类的阻尼装置，以确保振动被阻尼并且不在轴承和机器底座之间传递。

重要的是抑制由低速转子轴的外端部和内端部处的扭矩差引起的转子轴的扭转。为此原因，从现有技术中已知提供“完整的轴承布置结构”，即其中前轴承和后轴承被容纳在轴承壳体中的布置结构，该轴承壳体被设计成提供期望程度的刚度和硬度。这种轴承壳体一般成形成在前轴承和后轴承上延伸并且围绕前轴承和第二轴承精确地装配。轴承壳体一般还包括用于将整个组件安装到机器底座的必要接合部。虽然这种完整的轴承布置结构确保了有利的负载传递并因此也确保了发电机的高效操作，但是轴承壳体必须被设计成具有非常高的公差要求。一般而言，特定的发电机设计还将需要特定的轴承壳体设计。这是因为轴承壳体的形状将直接取决于前轴承和后轴承的直径，并且还取决于前轴承和后轴承之间的距离。例如，一个系列的一个发电机的前轴承直径可比同一系列中的另一个发电机的前轴承直径大（或小）几厘米。在这种情况下，一个系列的一个发电机的轴承壳体将不可用于同一系列的另一个发电机。因此，部件设计上仅有微小差别的发电机需要不同的轴承壳体。这显著增加了发电机系列的制造成本。

此外，尺寸被设计成容纳前轴承和后轴承的轴承壳体将是大且笨重的。这增加了运输、处理和安装成本。这种完整的轴承布置结构的另一个缺点是：为了接近轴承，例如为了执行维护或修理任务，一般必须移除壳体。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种支撑转子轴的改进方式，以克服上述问题。

该目的通过权利要求1的风力涡轮机轴承组件；通过权利要求10的风力涡轮机；以及通过根据权利要求12的设计轴承组件的方法实现。

根据本发明，轴承组件包括：用于转子轴的前轴承；用于转子轴的后轴承；以及布置在前轴承和后轴承之间的多个轴承连接器，其中，每个轴承连接器具有两个外端部，并且其中，轴承连接器的一个外端部固定到前轴承，并且该轴承连接器的另一个外端部固定到后轴承。

根据本发明的轴承组件的优点在于，其允许模块化方法，并且可以有助于显著降低构造成本。本发明的方法是使用若干个轴承连接器来连接前轴承和后轴承，而不是如从现有技术已知的那样在单个单元中实现前轴承和后轴承。这种连接器也可被称为系材或撑条。由于轴承连接器的目的是在前轴承和后轴承之间提供有利的“硬”连接，即，以减小或最小化前轴承和后轴承之间的相对扭转运动，所以轴承连接器在下文中也可被称为“加强元件”或简称为“加强件”。在本发明的轴承组件中，可以提供不同类型的轴承连接器，这些轴承连接器可以用于连接不同发电机设计中的前轴承和后轴承。制造不同类型的轴承连接器的成本显著低于制造不同的完整轴承布置结构的成本。