專利名稱：變槳軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述了變槳軸承(pitch bearing)和風(fēng)カ渦輪機(jī)，對(duì)于該風(fēng)カ渦輪機(jī)而言，借助于這種變槳軸承來連接葉片和轂。
背景技術(shù)：
風(fēng)カ渦輪機(jī)通常具有連接到轂的多個(gè)葉片，以使得在操作期間葉片導(dǎo)致轂旋轉(zhuǎn)。為了改變?nèi)~片的變槳角(angle of pitch)，其能夠使用變槳軸承被連接到轂。通常被安裝在轂內(nèi)的變槳系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)變槳軸承以便調(diào)整葉片的槳距。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，變槳軸承是滾子軸承或球軸承。必須使用高品質(zhì)鋼精密地機(jī)加工滾子軸承以便確保令人滿意的長壽命。座圈被密封以便保持潤滑劑在其內(nèi)并且防止?jié)駳膺M(jìn)入。為了更換損壞的軸承，必須移除葉片。這會(huì)是非常耗時(shí)且昂貴的。當(dāng)需要維修軸承時(shí)，必須支撐葉片，例如通過吊車支撐。
不過，風(fēng)カ渦輪機(jī)尺寸的增加以及逐漸向近海渦輪機(jī)的發(fā)展趨勢使得對(duì)于維修性和耐用性有了更高的要求，而這是現(xiàn)有技術(shù)的滾子軸承系統(tǒng)不能滿足的。滾子軸承僅可以實(shí)用于最高達(dá)到ー特定長度和/或重量的葉片，這是因?yàn)榉浅ｉL和/或重的葉片所施加在軸承上的負(fù)載是相應(yīng)較高的。大的動(dòng)態(tài)負(fù)載和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)與質(zhì)量和處理方面的嚴(yán)格需求的結(jié)合使得現(xiàn)有技術(shù)滾子軸承是有問題且花費(fèi)大的。此外，對(duì)于近海渦輪機(jī)而言，在滾子軸承正被維修時(shí)需要吊車來支撐葉片是花費(fèi)更大的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供克服上述問題的改良變槳軸承。本發(fā)明的目標(biāo)是通過根據(jù)權(quán)利要求I的變槳軸承、通過權(quán)利要求14的風(fēng)カ渦輪機(jī)以及通過權(quán)利要求14的執(zhí)行對(duì)這種變槳軸承的維護(hù)的方法來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，變槳軸承(用于將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片連接到風(fēng)カ渦輪機(jī)的轂以允許葉片繞縱向軸線旋轉(zhuǎn))包括設(shè)置在轂和葉片的端部的連結(jié)處的操控外殼，該操控外殼封罩了設(shè)置在葉片端部和轂之間的多個(gè)平面滑動(dòng)表面。根據(jù)本發(fā)明的變槳軸承的優(yōu)點(diǎn)在于其能夠由不需要精密機(jī)加工且因而能夠以相對(duì)較低成本被實(shí)現(xiàn)的部件制成。平面滑動(dòng)表面能夠?yàn)槿~片提供足夠的自由度或運(yùn)動(dòng)，以使得能夠根據(jù)需要調(diào)整葉片的槳距。此外，平面滑動(dòng)表面能夠在不遭受任何嚴(yán)重?fù)p壞的情況下分配被施加在軸承上的負(fù)載。因此，這種變槳軸承需要相對(duì)少的維護(hù)并且因而在此方面也非常經(jīng)濟(jì)。根據(jù)本發(fā)明，風(fēng)カ渦輪機(jī)包括附接于轂的至少ー個(gè)葉片，其中所述葉片借助于這種變槳軸承連接到轂。風(fēng)カ渦輪機(jī)的轂和葉片能夠被特定地完工以便適合這種變槳軸承?？商娲兀梢酝ㄟ^使用根據(jù)本發(fā)明的軸承來更換現(xiàn)有滾子軸承來升級(jí)已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)カ渦輪機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的在這種變槳軸承上進(jìn)行維護(hù)的方法包括步驟移除變槳軸承的ー個(gè)部件而使葉片和變槳軸承的剰余部件保留在原位，并且在已經(jīng)執(zhí)行了維護(hù)步驟之后更換該部件。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，由于能夠以非常簡潔的方式執(zhí)行維護(hù)從而能夠?qū)崿F(xiàn)非常顯著的節(jié)約。葉片能夠借助于變槳軸承在整個(gè)維護(hù)過程中保持連接到轂，這是因?yàn)椴恍枰獜淖儤S承移除葉片以便通達(dá)到軸承的損壞或磨損元件。而實(shí)際上，僅需要移除或斷開變槳軸承的相關(guān)部件，并 且一旦該部件已經(jīng)被維修或更換，則其能夠再一次連接到變槳軸承。這里，術(shù)語“移除變槳軸承的部件”可以意味著從變槳軸承完全拆下該部件，或者意味著僅簡單地松開該部件以便獲得到達(dá)該部件背后空間的通路。明顯地，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的變槳軸承將葉片連接到轂時(shí)能夠安全且快速地執(zhí)行維護(hù)過程。從下述描述的披露中能夠得到從屬權(quán)利要求給出的本發(fā)明的具體有利實(shí)施例和特征。不同權(quán)利要求類型的特征可以適當(dāng)結(jié)合以便得到其他實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的變槳軸承是滑動(dòng)軸承，因?yàn)橛奢S承連接的部件(葉片和轂)實(shí)質(zhì)上相對(duì)彼此滑動(dòng)。因此，術(shù)語“變槳軸承”、“滑動(dòng)軸承”或簡單地“軸承”在下文中可以互換地使用。在下文中，假定葉片具有基本圓筒形根部部分(或僅被稱為“根部”)，該根部部分借助于變槳軸承被連接到轂內(nèi)的圓形開ロ，該變槳軸承允許葉片至少部分地圍繞穿過圓筒形根部部分的縱向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明用于驅(qū)動(dòng)變槳軸承的變槳系統(tǒng)能夠是任意適當(dāng)?shù)淖儤到y(tǒng)，例如設(shè)置在轂內(nèi)且包括齒輪的變槳系統(tǒng)，且其中該齒輪被設(shè)置成嚙合繞變槳軸承的適當(dāng)部件設(shè)置的圓形帶齒軌道的齒。另ー示例是使用液壓汽缸來驅(qū)動(dòng)槳距運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)有變槳系統(tǒng)可以根據(jù)需要被直接使用或者被調(diào)整。操控外殼用于夾持葉片根部以抵靠轂內(nèi)的圓形開ロ，使得葉片仍繞縱向旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)?？刂仆鈿つ軌蚓哂腥我膺m當(dāng)形狀或設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，操控外殼包括滑動(dòng)環(huán)，該滑動(dòng)環(huán)的尺寸被制成覆蓋葉片根部并且具有比葉片根部的外直徑更大的外直徑，使得滑動(dòng)環(huán)靠在轂的外表面上且同時(shí)操控外殼的其余部分被設(shè)置在轂的內(nèi)部中，并且能夠被通達(dá)以便維護(hù)。此外，操控外殼包括與滑動(dòng)環(huán)結(jié)合以用于夾持在固定部件(例如轂)上的一個(gè)或更多個(gè)部件。為此，操控外殼優(yōu)選地可拆卸地連接到葉片的根部和/或轂。例如，能夠使用插入通過軸向通孔的螺栓將操控外殼栓接到葉片根部，其中軸向通孔基本平行于葉片的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。因?yàn)槿~片必須以某種方式連接到轂，因此葉片通常總是包括這樣的軸向通孔以便容納螺栓，并且這些能夠被根據(jù)本發(fā)明的變槳軸承所利用。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，操控外殼能夠包括操控環(huán)，即環(huán)形部件或夾持環(huán)，其成形為匹配葉片根部的圓形形狀。操控環(huán)、滑動(dòng)環(huán)和葉片能夠以如下方式被緊固在一起，即使得葉片在牢固地安裝在轂上的同時(shí)可繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。這樣的操控環(huán)不需要被整個(gè)移除以便維修軸承。不過，在本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例中，操控外殼包括代替閉合環(huán)的多個(gè)操控外殼節(jié)段。例如，根據(jù)葉片根部的直徑，根據(jù)本發(fā)明的軸承的操控外殼能夠包括六個(gè)、八個(gè)或任意數(shù)量的操控節(jié)段。這些節(jié)段能夠圍繞軸承被基本均勻地設(shè)置。這種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于ー個(gè)或更多個(gè)操控節(jié)段能夠被部分地或完全地移除且同時(shí)其余節(jié)段仍繼續(xù)保持葉片就位，使得變槳軸承能夠以特別簡潔且有成本效率的方式被維護(hù)。為了牢固地抓持轂或葉片，操控外殼(即操控環(huán)或操控節(jié)段)優(yōu)選地包括環(huán)形輪廓，其被成形為例如圍繞轂內(nèi)的基本圓形開ロ的周邊或圍繞基本圓形葉片根部裝配。適當(dāng)輪廓形狀可以是L形、V形、C形、U形等等，只要操控外殼能夠以令人滿意的固定方式夾持或抓持相關(guān)部件即可。平面滑動(dòng)表面能夠被制成呈現(xiàn)適于滑動(dòng)軸承的任意特性。例如，相對(duì)于彼此滑動(dòng)的表面能夠被機(jī)加工成使得對(duì)置表面盡可能平行。如果使用例如金屬或陶瓷的材料，則表面能夠被拋光以便去除任意不平整。適當(dāng)金屬可以是金屬合金，例如巴氏合金(babbitt)。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，平面滑動(dòng)表面包括適當(dāng)涂層，例如聚合物表面涂層。聚合物滑動(dòng)墊可以呈現(xiàn)改良的抗磨損性，并且可以減少軸承中的靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的軸承能夠包括各種不同平面滑動(dòng)表面的組合。
滑動(dòng)表面能夠是葉片部件的表面或者轂部件的表面?？商娲兀矫婊瑒?dòng)表面能夠是被設(shè)置在葉片端部和轂之間的操控外殼內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)滑動(dòng)墊的表面。在操控外殼中使用滑動(dòng)墊的優(yōu)點(diǎn)在于如果這種滑動(dòng)墊隨時(shí)間被磨損則它們能夠被容易地更換。另ー優(yōu)點(diǎn)在于能夠使用例如聚合物的材料，并且由適當(dāng)耐用聚合物制成的扁平滑動(dòng)墊能夠被容易地制造成配合到操控外殼內(nèi)。使用滑動(dòng)墊的另ー優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)更佳的夾持張力，這將在下文中被解釋。優(yōu)選地，滑動(dòng)墊被設(shè)置在操控外殼的有角輪廓的多個(gè)面上，使得被操控外殼夾持的部件的所有側(cè)面均被“加墊”。以此方式，葉片能夠以非常小的摩擦相對(duì)于轂運(yùn)動(dòng)，并且施加在葉片上的負(fù)載能夠理想地被軸承吸收。滑動(dòng)墊能夠是單個(gè)環(huán)形環(huán)，其被成形為適于操控外殼，或者能夠包括被設(shè)置在操控外殼內(nèi)的多個(gè)較小滑動(dòng)墊?；瑒?dòng)墊能夠在ー側(cè)被固定到操控外殼的ー個(gè)面，或者被固定到被夾持的部件的一個(gè)面。能夠使用任意適當(dāng)技術(shù)將滑動(dòng)墊固定就位，例如通過使用粘結(jié)劑、多個(gè)螺栓等。在優(yōu)選實(shí)施例中，能夠通過將滑動(dòng)墊至少部分地插入到在操控外殼的一個(gè)面上或在要被夾持的部件的一個(gè)面上形成的適當(dāng)尺寸的凹槽、穴或溝槽內(nèi)，從而將該滑動(dòng)墊保持就位。例如，如果操控外殼被設(shè)計(jì)成夾持轂內(nèi)的圓形開ロ的周邊，則滑動(dòng)墊能夠以某種適當(dāng)方式圍繞該周邊被緊固。之后，滑動(dòng)墊的滑動(dòng)表面面向操控外売?？商娲?，滑動(dòng)墊的ー個(gè)表面被緊固到操控外殼的ー個(gè)面，且同時(shí)另ー滑動(dòng)表面被緊固到被夾持的部件上。在這種實(shí)現(xiàn)方式中，能夠使用已經(jīng)附接有更換滑動(dòng)墊的更換節(jié)段來更換操控外殼的節(jié)段。如上所述，操控外殼夾持在適當(dāng)部件或元件上以便將葉片牢固地連接到轂。為了確保令人滿意的“緊密”配合，在使用操控外殼將葉片連接到轂之前該操控外殼能夠承受預(yù)張力。例如，操控外殼中圍繞被夾持的部件裝配的部件可以承受初始蓄意“變形”，從而確保軸承一旦就位就是理想地緊密的。在ー種方法中，被夾持部件能夠被制成稍稍過厚以致不能配合到夾持構(gòu)件內(nèi)，或反之亦可，從而當(dāng)它們被栓接在一起時(shí)存在初始預(yù)張力。可替代地，夾持部件的外邊緣能夠被初始地彎曲或“變形”以便非常緊密地配合于要被夾持的部件，或者反之亦可。理想的會(huì)是在軸承的使用壽命期間調(diào)整夾持的張カ或程度。因此，優(yōu)選地，操控外殼包括用于調(diào)整滑動(dòng)墊在操控外殼內(nèi)的位置的張カ調(diào)整裝置。這種張カ調(diào)整裝置可以包括在操控外殼的外部上能夠改變滑動(dòng)墊在操控外殼內(nèi)的位置的元件。例如，調(diào)整螺釘可以被轉(zhuǎn)動(dòng)，從而根據(jù)螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)的方向?qū)⒒瑒?dòng)墊更大或更小程度地進(jìn)ー步推入外殼內(nèi)。其他實(shí)施例可以包括允許手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整張カ或間隙的機(jī)械、液壓或電氣系統(tǒng)的結(jié)合。通過改變間隙或預(yù)張カ且因而改變軸承系統(tǒng)的特性(例如剛性和摩擦)，能夠?qū)⒒瑒?dòng)表面的定位與渦輪機(jī)的操作相結(jié)合?；瑒?dòng)表面的實(shí)際位置能夠被用于估計(jì)滑動(dòng)表面的磨損。根據(jù)本發(fā)明的軸承可以被實(shí)現(xiàn)為“干”軸承，即沒有任何潤滑。為了減少軸承內(nèi)的摩擦，可以使用被潤滑的滑動(dòng)墊，優(yōu)選地具有內(nèi)置潤滑劑的滑動(dòng)墊，例如滑動(dòng)墊可以包括諸如聚四氟こ烯(PTFE)或超高分子量聚こ烯(UHMWPE)復(fù)合物的材料。在另一方法中，為了改進(jìn)軸承的滑動(dòng)性能，即為了最小化或減少外殼內(nèi)的摩擦，根據(jù)本發(fā)明的軸承優(yōu)選地包括用于將潤滑劑引入到操控外殼內(nèi)的潤滑系統(tǒng)。優(yōu)選地，潤滑劑能夠被自動(dòng)引入或者在不必須拆卸軸承的部件的情況下被引入。在本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例中，潤滑系統(tǒng)包括通過操控外殼和/或通過操控外殼夾持的部件的多個(gè)潤滑通道。例如，操控外殼的主體能夠包括被設(shè)置成通入操控外殼內(nèi)的狹窄管道或通道。如果使用滑動(dòng)墊，則管道能夠通到滑動(dòng)墊的滑動(dòng)表面上。能夠通過進(jìn)入操控外殼內(nèi)的潤滑系統(tǒng)來(例如在壓カ下)泵送潤滑劑，使得葉片總是能夠相對(duì)于轂自由運(yùn)動(dòng)。能夠通過使用任意適當(dāng)傳感器或控制器來確定所需量從而聯(lián)機(jī)地確定潤滑劑的量。在低壓下，潤滑劑將用于一般摩擦和磨損的減少。在高壓下，潤滑劑將分離對(duì)置滑動(dòng)表面并且因此顯著減少磨損和摩擦。高壓選擇能夠是在潤滑系統(tǒng)在低壓下不能克服靜摩擦?xí)r可以被啟動(dòng)的備用方案。用于潤滑系統(tǒng)的能量可以被存儲(chǔ)在壓カ罐、電 池或類似能量存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)。在操作期間，旋轉(zhuǎn)的阻力能夠被測量并且被用于計(jì)算滑動(dòng)表面的工作參數(shù)，例如磨損、潤滑劑狀態(tài)、剛性和預(yù)張力。之后，測量值能夠被用于調(diào)試潤滑劑間隔或者用于計(jì)算與維修有關(guān)的各種參數(shù)，例如到下次維修的時(shí)間、預(yù)張カ的變化等。結(jié)合附圖考慮下述具體描述，將顯而易見到本發(fā)明的其他目標(biāo)和特征。不過應(yīng)該理解，附圖僅用于示意性目的并且不作為本發(fā)明的限制的定義。


圖I示出了具有現(xiàn)有技術(shù)的變槳軸承的風(fēng)カ渦輪機(jī)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變槳軸承；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變槳軸承；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的變槳軸承；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的變槳軸承；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的變槳軸承；
圖7示出了圖2-6的變槳軸承的平面圖和截面 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的變槳軸承。
具體實(shí)施例方式在附圖中，貫穿始終，同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的物體。附圖中的物體不必要成比例繪制。圖I示出了風(fēng)カ渦輪機(jī)，其包括能夠連接有多個(gè)葉片的轂3。在操作期間，葉片導(dǎo)致轂3旋轉(zhuǎn)，以使得被封罩在艙4內(nèi)部的發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生電力，其中該艙4被安裝在塔5的頂部上。附圖示出了現(xiàn)有技術(shù)的變槳軸承6，其包括封罩大量滾子軸承的座圈或罩，其被設(shè)置在轂3內(nèi)的圓形開ロ 30處，該圓形開ロ 30對(duì)應(yīng)于葉片根部的圓形形狀。通過被封罩在轂3內(nèi)部的變槳系統(tǒng)31來驅(qū)動(dòng)變槳軸承6 (虛線所示)。必須使用高品質(zhì)鋼來精密地機(jī)加エ滾子軸承以便確保令人滿意的長使用壽命。座圈被密封以便保持其內(nèi)的潤滑劑并且防止?jié)駳膺M(jìn)入。為了通達(dá)到軸承以便例如補(bǔ)充潤滑劑或更換損壞的軸承，座圈必須被拆卸。這會(huì)是耗時(shí)且昂貴的，具體是因?yàn)樵诰S護(hù)過程期間必須從轂拆下葉片。此外，這樣的滾子軸承僅能用于最高達(dá)ー特定長度和/或重量的葉片，這是因?yàn)榉浅ｉL和/或重的葉片所施加在軸承上的負(fù)載過高。換言之，對(duì)于滾子軸承能被放大以用作風(fēng)カ渦輪機(jī)的變槳軸承的放大程度是存在限制的。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變槳軸承1A。附圖示出了貫穿轂3和葉片2的圓筒形端部的部分橫截面，并且僅示出了葉片壁的一部分。為了簡明，在這幅圖以及后一幅圖中沒有示出變槳系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)變槳軸承以使得葉片2繞旋轉(zhuǎn)軸線X旋轉(zhuǎn)的方式。操控外殼10A、20A包括操控節(jié)段IOA和滑動(dòng)環(huán)20A，其被設(shè)置在葉片2的基座處。操控節(jié)段IOA和滑動(dòng)環(huán)20A包括通孔以便配合葉片2內(nèi)的軸向螺栓孔，使得能夠使用適當(dāng)螺栓21將這些部件10A、20A、2牢固地栓接在一起。通孔和螺栓孔能夠包括螺紋襯套?？商娲兀菁y襯套能夠僅被設(shè)置在葉片2的螺栓孔內(nèi)。
操控節(jié)段IOA和滑動(dòng)環(huán)20A被設(shè)置成形成基本U形操控外殼10A、20A以便夾持或抓持轂3內(nèi)的圓形開ロ的周邊。在這種實(shí)施例中，變槳軸承IA包含多個(gè)滑動(dòng)墊11，其被設(shè)置成使得滑動(dòng)墊11安放在操控外殼的三個(gè)面中的每個(gè)面上。在這種實(shí)施例中的滑動(dòng)墊11被緊固到操控外殼10A、20A的面?；瑒?dòng)墊11的滑動(dòng)表面15面貼于轂3的表面。為了確保調(diào)整葉片槳距期間的無摩擦運(yùn)動(dòng)，潤滑劑能夠被引入到軸承IA內(nèi)。在這種實(shí)施例中，圍繞圓形開ロ向轂的主體內(nèi)鉆取通道12 (由虛線示出)，使得能夠?qū)櫥瑒?qū)使到滑動(dòng)表面15和轂3的表面之間。潤滑劑借助于閉合通道12的短管頭13和密封軸承IA的密封件16被裝納在軸承IA內(nèi)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變槳軸承1A。變槳軸承IA的元件類似于圖2中所述的元件。不過，在這種實(shí)施例中，滑動(dòng)墊11被緊固到轂3，使得滑動(dòng)墊11的滑動(dòng)表面15面向操控外殼10A、20A內(nèi)。在這種實(shí)施例中，向操控節(jié)段IOA和滑動(dòng)環(huán)20A中鉆取通道12，使得潤滑劑能夠被驅(qū)使到滑動(dòng)表面15和軸承IA的內(nèi)部表面之間。操控節(jié)段IOA內(nèi)的“水平”通道能夠被設(shè)置在相鄰軸向螺紋孔之間。同樣，潤滑劑借助于閉合通道12且提供到通道12的手動(dòng)通路的短管頭13和密封軸承IA的密封件16被裝納在軸承IA內(nèi)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的變槳軸承1A，其與上述圖2和圖3所示實(shí)施例的不同之處在于不包括潤滑系統(tǒng)。取而代之的是，滑動(dòng)表面被實(shí)現(xiàn)成不需要任何潤滑剤。用于滑動(dòng)表面的合適材料可以是巴比特合金或聚合物。在這種實(shí)施例中，滑動(dòng)墊能夠被緊固到轂或軸承IA的內(nèi)部面。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的變槳軸承1B。這里，操控節(jié)段IOB和滑動(dòng)環(huán)20B被成形為使得操控外殼10B、20B具有更多的面，從而得到更“彎曲”或“漸縮”的內(nèi)部。這允許“外部”滑動(dòng)墊11被設(shè)置成與中間滑動(dòng)墊11成斜角，而不是如圖2-4中所示的實(shí)施例中的情況將其設(shè)置成相對(duì)彼此成直角。這種替代性設(shè)置允許在操作期間作用在葉片2上的力的更佳分布。漸縮設(shè)計(jì)還使得軸承具有自對(duì)中能力。為了確保在上面示出的實(shí)施例中的變槳軸承1A、1B和轂3之間的良好配合，變槳軸承1A、IB能夠在被安裝到葉片2和轂3上之前承受預(yù)張力。例如，操控節(jié)段10A、IOB和滑動(dòng)環(huán)20A、20B的外端(這里，“外端”意味著這些構(gòu)件10A、10B、20A、20B最遠(yuǎn)離葉片2的旋轉(zhuǎn)軸線的區(qū)域)能夠最初向內(nèi)彎曲一定程度，以使得當(dāng)構(gòu)件10A、10B、20A、20B、2被栓接在一起時(shí)，滑動(dòng)墊11被壓抵于轂2和操控外殼10A、10B、20A、20B的內(nèi)部面。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的變槳軸承1A。這里，在安裝之后變槳軸承IA的張カ能夠被調(diào)整。調(diào)整裝置被設(shè)置在操控節(jié)段IOA的主體內(nèi)。能夠使用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整裝置17來轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺釘14以便增加或減小滑動(dòng)墊11上的壓力，使其能夠以受控方式被壓抵于轂3的表面。而且，在操控節(jié)段IOA內(nèi)的相鄰軸向螺栓孔之間能夠設(shè)置用于這種調(diào)整螺釘14的“水平”襯套。這種調(diào)整遲早會(huì)是必要的，例如如果滑動(dòng)墊11在其操作期間由于施加在其上的負(fù)載而被磨損或扭曲時(shí)。圖7示出了從“下方”(即從轂3的內(nèi)側(cè))沿觀察方向D觀察的圖2-6的變槳軸承IAUB的兩種實(shí)施例的平面圖和完整橫截面圖。在附圖的中心處，變槳軸承1A、1B包括栓接于葉片2的多個(gè)操控節(jié)段IOA和ー個(gè)滑動(dòng)墊20A。附圖示出了六個(gè)操控節(jié)段10A，不過當(dāng)然例如根據(jù)葉片的直徑還可以使用任意適當(dāng)數(shù)量的節(jié)段。附圖還示出了從轂3內(nèi)部通達(dá)到變 槳軸承1A、IB是多么容易。能夠容易地實(shí)現(xiàn)維護(hù)，這是因?yàn)橐子趶末`個(gè)操控節(jié)段IOA移除螺栓以便通達(dá)到其滑動(dòng)墊。當(dāng)ー個(gè)操控節(jié)段IOA被更換或維修時(shí)，其他操控節(jié)段IOA繼續(xù)保持葉片2就位。在附圖的下部，示出了同樣也從“下方”觀察的變槳軸承的可替代實(shí)施方式，其使用單件式操控環(huán)10D。如果滑動(dòng)表面是低維護(hù)表面，例如如果使用具有內(nèi)置潤滑劑的滑動(dòng)墊或如果根本不使用滑動(dòng)墊，則這種實(shí)施方式能夠使得軸承具有非常令人滿意的性倉^:。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的變槳軸承1C。這里，操控節(jié)段IOC被設(shè)計(jì)成被栓接到轂3，使得操控外殼10C、30C包括圓形開ロ 30的周邊30C和這些操控節(jié)段10C?；瑒?dòng)盤20C或滑動(dòng)環(huán)被設(shè)置在葉片2的基座處，并且其被變槳軸承IC的操控外殼10C、30C抓持。變槳軸承IC的這種實(shí)施例能夠使用被保持在滑動(dòng)盤20C的面和操控外殼10C、30C之間的或者由滑動(dòng)盤20C的滑動(dòng)表面15’和操控外殼10C、30C所保持的滑動(dòng)墊(未示出)。雖然已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例及其變型的形式公開了本發(fā)明，不過應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下能夠?qū)ζ渥龀龃罅扛郊拥母倪M(jìn)和修改。為了簡明，應(yīng)該理解的是，貫穿本申請(qǐng)文件使用“一”或“一種”不排除多個(gè)，并且“包括”不排除其他步驟或要素。除非另有聲明，否則“單元”或“模塊”能夠包括多個(gè)單元或模塊。
權(quán)利要求
1.一種用于將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片(2)連接到所述風(fēng)力渦輪機(jī)的轂(3)以允許所述葉片(2)繞縱向軸線(X)旋轉(zhuǎn)的變槳軸承(1A、IB、1C)，該變槳軸承(1A、IB、1C)包括被設(shè)置在所述轂(3)和所述葉片(2)的端部的結(jié)合處的操控外殼(1(^、1( 、10(、2(^、2( 、20(、300，該操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)封罩圍繞所述轂(3)內(nèi)的開口(30)設(shè)置的多個(gè)平面滑動(dòng)表面(15、15’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變槳軸承，其中所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)包括多個(gè)操控外殼節(jié)段(10A、10B、10C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變槳軸承，其中操控外殼節(jié)段(10A、10B、10C)被可拆卸地連接到所述葉片(2)和/或所述轂(3)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，其中平面滑動(dòng)表面(15、15’)包括聚合物表面。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，其中所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)包括有角橫截面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，包括設(shè)置在所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)內(nèi)的多個(gè)滑動(dòng)墊(11 )，并且其中平面滑動(dòng)表面(15)是滑動(dòng)墊(11)的表面(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和權(quán)利要求6所述的變槳軸承，其中滑動(dòng)墊(11)被設(shè)置在所述操控外殼(1(^、1( 、10(、2(^、208、20(、300 的多個(gè)內(nèi)部面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的變槳軸承，包括張力調(diào)整裝置(14)以用于調(diào)整滑動(dòng)墊(11)在所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)內(nèi)的位置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，其中所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)被實(shí)現(xiàn)成可從所述轂(3 )的內(nèi)部通達(dá)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，其中所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)包括多個(gè)通孔，其中通孔被設(shè)置成裝納螺栓(21)以用于將所述操控外殼(10A、10B、10C、20A、20B、20C、30C)連接到所述葉片(2)和 / 或所述轂(3)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變槳軸承，包括潤滑系統(tǒng)(12、13)以用于將潤滑劑引入到所述操控外殼(1(^、1( 、10(、2(^、2( 、200內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變槳軸承，其中所述潤滑系統(tǒng)(12、13)包括通過所述操控外殼(1(^、1( 、10(、2(^、2( 、200的主體的多個(gè)潤滑通道(12)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的變槳軸承，其中所述潤滑系統(tǒng)(12、13)由所述風(fēng)力渦輪機(jī)的變槳系統(tǒng)(31)提供動(dòng)力。
14.一種包括附接到轂(3)的至少一個(gè)葉片(2)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述葉片(2)借助于根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的變槳軸承(1A、1B、1C)連接到所述轂(3)。
15.一種執(zhí)行對(duì)變槳軸承(1A、IB、1C)的維護(hù)的方法，該變槳軸承(1A、IB、1C)將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片(2)連接到所述風(fēng)力渦輪機(jī)的轂(3)以允許所述葉片(2)繞縱向軸線(X)旋轉(zhuǎn)，并且該變槳軸承(1A、1B、1C)包括被設(shè)置在所述轂(3)和所述葉片的端部的結(jié)合處的操控外殼(1(^、1( 、10(、2(^、208、20(、300， 該方法包括步驟 -移除所述變槳軸承(1A、IB、1C)的部件(10A、10B、10C、16)且同時(shí)使所述葉片(2)和所述變槳軸承(1A、IB、1C)的剩余部件(1(^、1( 、10(、16)保留在原位；以及 -在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)維護(hù)步驟之后更換所述部件(10A、10B、10C、16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及變槳軸承，具體是用于將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的轂以允許葉片繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的變槳軸承，該變槳軸承包括設(shè)置在所述轂和葉片的端部的結(jié)合處的操控外殼，該操控外殼封罩圍繞轂內(nèi)的開口設(shè)置的多個(gè)平面滑動(dòng)表面。本發(fā)明還描述了包括附接到轂的至少一個(gè)葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述葉片借助于這種變槳軸承連接到轂。本發(fā)明還描述了執(zhí)行對(duì)變槳軸承的維護(hù)的方法，該變槳軸承將風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的轂以允許所述葉片繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括被設(shè)置在所述轂和葉片的端部的結(jié)合處的操控外殼，該方法包括步驟移除變槳軸承的部件且同時(shí)使葉片和變槳軸承的剩余部件保留在原位；以及在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)維護(hù)步驟之后更換所述部件。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102734060SQ20121010779
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者J.湯姆森, K.湯姆森 申請(qǐng)人:西門子公司