一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组的技术领域，尤其是指一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构。


背景技术：

2.针对采用主轴承支撑传动系统的风力发电机组，其主轴承为两个背对背布置的双列圆锥轴承，需要整体式轴承座保证两个主轴承的装配精度。传统结构的轴承座，其左右两侧加工有四个向外伸悬臂的支脚，轴承座通过四个支脚固定到风力发电机组的前机座上，前机座与风力发电机组的后机座通过螺栓连接，由轴承座与前机座共同支撑传动系统，由前机座与后机座共同支撑整个机舱。在风机运行中，轴承座的四个支脚和前机座要传递除扭矩外所有风轮载荷，受力复杂，为保证轴承座和前机座的强度和刚度，需采用较大壁厚设计，体积大且重量较重，结构设计较为复杂，且目前的轴承座和前机座的结构均过渡不顺滑，易产生较大应力集中。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，通过对轴承座和前机座进行结构优化，在保证整体结构刚度和强度前提下实现轻量化设计，同时能够有效避免应力集中延长使用寿命。
4.本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
5.一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，包括轴承座本体和前机座本体，所述轴承座本体包括上部轴承座主体和下部连接法兰两部分，所述上部轴承座主体的表面为连续的光滑曲面，其内部形成有前后两个主轴承安装位，其前端面的左右两侧的上方形成有两个风轮锁定缸安装位，其后端面上形成有用于连接风力发电机组齿轮箱的第一法兰，所述下部连接法兰呈大割圆形状，其包括位于前端的圆弧边和位于后端的直线边，其与上部轴承座主体之间采用带锥度的曲面光滑过渡连接，其圆弧边用于与前机座本体连接，其直线边的上方并位于第一法兰的左右两侧形成有用于连接风力发电机组后机座的第二法兰，所述下部连接法兰为倾斜设计，其倾斜角度与风力发电机组的机舱的仰角角度相一致，所述前机座本体采用扁平化设计，其整体呈环状，其内圈形成有用于与下部连接法兰对接的第三法兰，所述第三法兰的形状与下部连接法兰相匹配，所述前机座本体的外圈的左右两侧分别设有多个偏航驱动安装位，其底端面设置有偏航制动器安装位，其外圈并位于第三法兰的后方形成用于辅助支撑后机座的支撑部。
6.进一步，所述轴承座本体的表面依据所受应力强度划分成多个不同的区域，且高应力强度区域的壁厚大于低应力强度区域的壁厚，不同壁厚的区域之间为平滑过渡。
7.进一步，所述下部连接法兰为l型外法兰。
8.进一步，所述轴承座本体的侧壁上设有用于运维人员通行的工艺孔。
9.进一步，所述轴承座本体上并位于第一法兰的下部设有用于电缆通过的工艺孔。
10.进一步，所述轴承座本体上设有多个用于安装附件的凸台和用于吊装的吊耳结构。
11.进一步，所述轴承座本体和前机座本体采用一体成型。
12.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
13.1、本实用新型的组合结构中轴承座整体采用光滑曲面过渡成型，能够显著降低应力集中，且其下部连接法兰的中心轴线与上部轴承座主体的中心轴线形成t型结构，通过该结构可以将风轮载荷向下传递到前机座进而传递给塔架，结构承载效果好，显著降低轴承座重量，利于轻量化设计。
14.2、本实用新型的组合结构中轴承座的下部连接法兰集成了机舱仰角角度，轴承座的下部采用加高设计，因此可以将前机座本体采用扁平化设计简化为一个偏航支架，大幅度降低前机座重量从而显著降低风力发电机组主机重量，前机座本体结构简单、体积小、重量轻、易于制造、成本低，便于偏航系统安装。
15.3、本实用新型的组合结构中轴承座与前机座采用两个大直径的下部连接法兰和第三法兰进行连接，下部连接法兰和第三法兰通过整周布置的螺栓进行对接，此连接结构刚性好、连接强度高，可以有效抵抗轴承座上传递的风轮载荷，连接可靠性高。
16.4、本实用新型的组合结构中轴承座设置有与后机座连接的法兰，连接位置刚性好，且前机座上设置有辅助支撑后机座的支撑部，有效增强轴承座与后机座的连接刚性，连接可靠、变形量小。
17.5、本实用新型的组合结构中偏航驱动布置于前机座的外圈，并位于轴承座外侧开放空间，上方遮挡少，可以布置更多数量的偏航驱动，且安装维护空间大，操作方便。
附图说明
18.图1为本实用新型的组合结构的整体示意图。
19.图2为本实用新型的组合结构的侧视图。
20.图3为本实用新型的组合结构的剖视图。
21.图4为本实用新型的轴承座本体的结构示意图。
22.图5为本实用新型的前机座本体的结构示意图。
23.图6为采用本实用新型的组合结构进行风力发电机组主机装配的结构示意图。
24.图7为采用本实用新型的组合结构进行风力发电机组主机装配的剖视图。
25.图8为本实用新型的组合结构另一种优化结构的示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.如图1至图5所示，本实施例提供了一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，包括轴承座本体和前机座本体103；所述轴承座本体包括上部轴承座主体101和下部连
接法兰102两部分，所述上部轴承座主体101的表面为连续的光滑曲面，其内部形成有前后两个主轴承安装位104，其前端面的左右两侧的上方形成有两个风轮锁定缸安装位105，其后端面上形成有用于连接风力发电机组齿轮箱的第一法兰106；所述下部连接法兰102呈大割圆形状，其包括位于前端的圆弧边和位于后端的直线边，其与上部轴承座主体101之间采用带锥度的曲面光滑过渡连接，使得载荷沿轴承座的传递路径更加顺滑，大大减小应力集中，其圆弧边用于与前机座本体103连接，其直线边的上方并位于第一法兰106的左右两侧形成有用于连接风力发电机组后机座的第二法兰107，下部连接法兰102的中心轴线与上部轴承座主体101的中心轴线形成t型结构，因此风轮载荷能够直接向下传递，结构整体承载效果好，利于轻量化设计，下部连接法兰102为倾斜设计，其倾斜角度与风力发电机组的机舱的仰角角度相一致；所述前机座本体103采用扁平化设计，其整体呈环状，其内圈形成有用于与下部连接法兰102对接的第三法兰108，所述第三法兰108的形状与下部连接法兰102相匹配，其外圈的左右两侧分别设有多个偏航驱动安装位109，其底端面设置有偏航制动器安装位110，其外圈并位于第三法兰108的后方形成用于辅助支撑后机座的支撑部111。
28.进一步，所述轴承座本体的表面依据所受应力强度划分成多个不同的区域，且高应力强度区域的壁厚大于低应力强度区域的壁厚，不同壁厚的区域之间为平滑过渡。
29.进一步，所述下部连接法兰102为l型外法兰。
30.进一步，所述轴承座本体的侧壁上设有用于运维人员通行的工艺孔112。
31.进一步，所述轴承座本体上并位于第一法兰106的下部设有用于电缆通过的工艺孔113。
32.进一步，所述轴承座本体上设有多个用于安装附件的凸台(图中未示出)和用于吊装的吊耳结构114。
33.进一步，所述轴承座本体和前机座本体为采用一体成型的铸造结构件，通过将轴承座本体和前机座本体合并成一个零件，取消轴承座本体和前机座本体的螺栓连接，降低整体重量，整体可靠性更高。
34.如图6、图7所示，本实施例的组合结构适用于中速或高速的风力发电机组，采用这种组合结构进行风力发电机组主机装配的具体结构如下：
35.将第一法兰与齿轮箱外壳用螺栓连接，主轴组件4后端与齿轮箱5的一级行星架采用螺栓连接，下部连接法兰102与前机座本体103采用螺栓连接。将偏航驱动6、偏航制动器等偏航系统安装至前机座本体103的相应安装位上，塔架7与偏航系统的偏航齿圈连接。齿轮箱5与主轴组件4集成到一起，齿轮箱5与发电机8分开，两者采用高速轴联轴器9进行传动，后机座10通过第二法兰107安装到上部轴承座主体101的后侧，并通过前机座本体103的支撑部111进行支撑，发电机由后机座进行支撑。
36.另外如图8所示，还可以进一步简化轴承座本体的结构，即取消轴承座本体上用于连接后机座的第二法兰，使其整体结构更顺滑，避免应力集中，此时可以将第二法兰107设计在前机座本体上，将后机座与前机座本体直接连接到一起，将主轴组件4、齿轮箱5与发电机8集成安装到一起，而后机座10不承受发电机重量，由前机座本体与后机座共同支撑机舱附件及机舱罩。
37.以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本
实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

技术特征：
1.一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：包括轴承座本体和前机座本体，所述轴承座本体包括上部轴承座主体和下部连接法兰两部分，所述上部轴承座主体的表面为连续的光滑曲面，其内部形成有前后两个主轴承安装位，其前端面的左右两侧的上方形成有两个风轮锁定缸安装位，其后端面上形成有用于连接风力发电机组齿轮箱的第一法兰，所述下部连接法兰呈大割圆形状，其包括位于前端的圆弧边和位于后端的直线边，其与上部轴承座主体之间采用带锥度的曲面光滑过渡连接，其圆弧边用于与前机座本体连接，其直线边的上方并位于第一法兰的左右两侧形成有用于连接风力发电机组后机座的第二法兰，所述下部连接法兰为倾斜设计，其倾斜角度与风力发电机组的机舱的仰角角度相一致，所述前机座本体采用扁平化设计，其整体呈环状，其内圈形成有用于与下部连接法兰对接的第三法兰，所述第三法兰的形状与下部连接法兰相匹配，所述前机座本体的外圈的左右两侧分别设有多个偏航驱动安装位，其底端面设置有偏航制动器安装位，其外圈并位于第三法兰的后方形成用于辅助支撑后机座的支撑部。2.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述轴承座本体的表面依据所受应力强度划分成多个不同的区域，且高应力强度区域的壁厚大于低应力强度区域的壁厚，不同壁厚的区域之间为平滑过渡。3.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述下部连接法兰为l型外法兰。4.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述轴承座本体的侧壁上设有用于运维人员通行的工艺孔。5.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述轴承座本体上并位于第一法兰的下部设有用于电缆通过的工艺孔。6.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述轴承座本体上设有多个用于安装附件的凸台和用于吊装的吊耳结构。7.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，其特征在于：所述轴承座本体和前机座本体采用一体成型。

技术总结
本实用新型公开了一种风力发电机组轴承座和前机座的组合结构，包括轴承座本体和前机座本体，轴承座本体包括上部轴承座主体和下部连接法兰，上部轴承座主体的内部形成有前后两个主轴承安装位，其前端面的左右两侧的上方形成有两个风轮锁定缸安装位，其后端面形成有第一法兰，下部连接法兰呈大割圆形状，其直线边的上方并位于第一法兰的左右两侧形成有第二法兰，前机座本体呈环状，其内圈形成有第三法兰，其外圈的左右两侧分别设有多个偏航驱动安装位，其外圈并位于第三法兰的后方形成支撑部。本实用新型通过对轴承座和前机座进行结构优化，在保证整体结构刚度和强度前提下实现轻量化设计，同时能够有效避免应力集中延长使用寿命。寿命。寿命。


技术研发人员：霍仕环 贺小兵
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/5/24