风电机组轴承预紧装置和预紧方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种风电机组轴承预紧装置和一种风电机组轴承预紧方法。


背景技术：

2.主轴轴承作为风电机组关键零部件，承受着高动态的载荷和复杂工作环境，如果主轴承发生故障，将造成重大的生产损失。
3.常用的半直驱风电机组普遍使用可双圆锥滚轴承的轴承布置。这种轴承设计的可靠性很高，使用寿命长，但必须在装配阶段尽可能精确控制轴承预紧力，预紧力过小会造成轴承早起失效。目前工程中需要根据有限元方法计算轴承预紧力，然后进行调整垫片配磨或选配，整个预紧过程比较复杂，且预紧过程还要受计算、部件温度、测量误差、加工误差等因素影响，且传统的主轴轴承的安装方式是在轴系竖直状态下安装预紧，竖直安装时有部件自重对预紧力的影响，而主轴轴承的实际工装状态为轴系水平放置，因此需要提供一种更为简洁的预紧力调整装置或方法以解决上述至少一种问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种风电机组轴承预紧装置和一种风电机组轴承预紧方法，用于解决现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。
5.为了实现上述目的，本发明一方面提供一种风电机组轴承预紧装置，所述风电机组轴承预紧装置包括：
6.应力采集器，设置在轴承座与轴承的端面之间，用于在预紧所述轴承的过程中，实时检测所述轴承承受的第一预紧力；
7.预紧套，活动套装在轴承所在的主轴上，用于向所述轴承施加第二预紧力；
8.预紧机构，与所述应力采集器电连接，以及与所述预紧套可拆卸连接；所述预紧机构用于根据所述应力采集器采集到的第一预紧力调节所述预紧套施加到所述轴承上的第二预紧力。
9.具体地，所述预紧套螺接套装在所述主轴上。
10.具体地，所述预紧套上开设有调节盲孔，所述调节盲孔内开设有与所述主轴螺接的螺纹，在所述预紧套上背向所述调节盲孔孔底的一面上开设有多个调节凹槽，所述预紧机构通过多个调节凹槽与所述预紧套可拆卸连接。
11.具体地，所述风电机组轴承预紧装置还包括弹性件，弹性件设置在所述调节盲孔的孔底。
12.具体地，多个调节凹槽沿所述调节盲孔的周向设置。
13.具体地，所述预紧机构包括：预紧驱动器和预紧爪；
14.所述预紧爪包括环形爪套和与调节盲孔一一对应的爪杆；
15.所述环形爪套与所述预紧驱动器的驱动轴连接；
16.爪杆沿所述环形爪套的周向均布，在所述预紧机构与所述预紧套连接的情况下，每一爪杆能够伸入到对应的调节凹槽内；
17.所述预紧驱动器与所述应力采集器电连接，用于根据所述应力采集器采集到的第一预紧力驱动所述预紧爪转动以调节所述预紧套施加到所述轴承上的第二预紧力。
18.具体地，每一爪杆可拆卸设置在所述环形爪套上。
19.具体地，所述风电机组轴承预紧装置还包括：伸缩驱动器和定位器；
20.所述定位器具有定位器主体和感应头，所述感应头设置在所述预紧套上，所述定位器主体设置在所述预紧爪上且与伸缩驱动器电连接，所述定位器主体根据所述感应头的接近位置发送接近信号，所述伸缩驱动器用于根据所述接近信号驱动所述预紧爪的爪杆伸入到对应的调节凹槽内。
21.具体地，所述风电机组轴承预紧装置还包括：警示器，与所述应力采集器电连接，用于根据所述应力采集器采集到的第一预紧力发出相应的报警提示。
22.本发明另一方面提供一种风电机组轴承预紧方法，采用上述任一项所述的风电机组轴承预紧装置执行轴承预紧，所述风电机组轴承预紧方法包括：
23.在预紧轴承的过程中，通过应力采集器实时检测所述轴承承受的第一预紧力；
24.预紧机构根据应力采集器采集到的第一预紧力调节预紧套施加到所述轴承上的第二预紧力。
25.本发明提供的风电机组轴承预紧装置，在轴承座和轴承的端面之间设置应力采集器，以通过应力采集器实时检测在预紧轴承时轴承所承受的第一预紧力，预紧机构根据应力采集器采集到的第一预紧力调节预紧套施加到轴承上的第二预紧力的大小，从而确保最终轴承承受的第一预紧力保持在适合的范围内，避免因第一预紧力过大影响轴承的使用寿命或是因第一预紧力过小导致轴承失效，通过本技术提供的风电机组轴承预紧装置和风电机组轴承预紧方法，对轴承预紧力的调节简单易执行，解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。
26.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
27.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
28.图1是本发明提供的风电机组轴承预紧装置的结构示意图；
29.图2本发明提供的风电机组轴承预紧装置中预紧套和预紧结构的立体示意图；
30.图3本发明提供的风电机组轴承预紧装置中预紧套和预紧结构的剖视图。
31.附图标记说明
32.1-应力采集器；2-轴承座；3-轴承；4-预紧套；5-主轴；6-预紧机构；8-弹性件；9-置物台；41-调节盲孔；42-调节凹槽；61-预紧爪；62-预紧驱动器；611-环形爪套；612-爪杆；71-伸缩驱动器；72-定位器；721-定位器主体；722-感应头。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
34.图1是风电机组轴承预紧装置的结构示意图，图2是风电机组轴承预紧装置中预紧套和预紧结构的立体示意图，图3是风电机组轴承预紧装置中预紧套和预紧结构的剖视图，如图1-图3所示，本发明一方面提供一种风电机组轴承预紧装置，所述风电机组轴承预紧的装置包括：
35.应力采集器1，设置在轴承座2与轴承3的端面之间，用于在预紧所述轴承3的过程中，实时检测所述轴承3承受的第一预紧力；
36.预紧套4，活动套装在轴承3所在的主轴5上，用于向所述轴承3施加第二预紧力；
37.预紧机构6，与所述应力采集器1电连接，以及与所述预紧套4可拆卸连接；所述预紧机构6用于根据所述应力采集器1采集到的第一预紧力调节所述预紧套4施加到所述轴承3上的第二预紧力。
38.本发明提供的风电机组轴承预紧装置，通过在轴承3的端面与轴承座2之间设置应力采集器1实时检测轴承3承受的第一预紧力，第一预紧力即为轴承3实际承受的预紧力，预紧套4活动套装在主轴5上以给轴承3施加第二预紧力，预紧机构6根据应力采集器1采集到的第一预紧力调节预紧套4施加到轴承上的第二预紧力的大小，从而确保轴承3所承受的第一预紧力一直处于适合的范围内，避免因第一预紧力过大造成轴承3烧死、寿命过短或因第一预紧力过小造成轴承3失效，本发明提供的风电机组轴承预紧装置结构简洁，便于精准调整施加到轴承3上的第二预紧力的大小，简化了轴承预紧力的调整方法，解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。
39.在一个实施例中，所述预紧套4螺接套装在所述主轴5上。所述预紧套4上开设有调节盲孔41，所述调节盲孔41内开设有与所述主轴5螺接的螺纹，在所述预紧套4上背向所述调节盲孔41孔底的一面上开设有多个调节凹槽42，所述预紧机构6通过多个调节凹槽42与所述预紧套4可拆卸连接。多个调节凹槽42沿所述调节盲孔41的周向设置。在主轴5上开设梯形外螺纹，在预紧套4调节盲孔41内开设与梯形外螺纹相配合的内螺纹，预紧套4旋接在主轴5上，通过旋转预紧套4能够控制预紧套4施加到轴承3上的第二预紧力的大小，为了通过预紧机构6控制预紧套4施加到轴承3上的第二预紧力大小，在预紧套4上开设调节凹槽42，方便预紧机构6通过调节凹槽42与预紧套4连接以控制预紧套4旋转。
40.预紧套4与主轴5螺纹连接，为了避免预紧套4在向轴承3施加第二预紧力时因螺纹连接之间的螺纹间隙造成预紧套4松动，所述风电机组轴承预紧装置：还包括弹性件8，弹性件8设置在所述调节盲孔41的孔底。在调节盲孔41的孔底设置弹性件8，弹性件8可以是弹性垫圈或弹簧等，这样预紧套4在向轴承3施加第二预紧力时，设置的弹性件8与主轴5端面之间产生的弹性力能够消除预紧套4与主轴5之间的间隙，避免预紧套4松动。
41.为了方便控制预紧套4转动，所述预紧机构6包括：预紧驱动器62和预紧爪61；
42.所述预紧爪61包括环形爪套611和与调节盲孔41一一对应的爪杆612；
43.所述环形爪套611与所述预紧驱动器62的驱动轴连接；
44.爪杆612沿所述环形爪套611的周向均布，在所述预紧机构6与所述预紧套4连接的情况下，每一爪杆612能够伸入到对应的调节凹槽42内；
45.所述预紧驱动器62与所述应力采集器1电连接，用于根据所述应力采集器1的采集到的第一预紧力驱动所述预紧爪61转动以调节所述预紧套4施加到所述轴承3上的第二预紧力。
46.预紧机构6的预紧爪61的爪杆612伸入到对应的调节凹槽42内，通过预紧驱动器62驱动安装在其主轴上的环形爪套611转动从而带动爪杆612以及预紧套4转动，使得预紧套4施加到轴承3上的第二预紧力大小得到调整，预紧驱动器62为液压马达或电动机，预紧驱动器62根据应力采集器1所检测到的轴承3所承受的第一预紧力驱动预紧套4转动，从而调整预紧套4施加到轴承3上的第一预紧力大小，使得轴承3实际承受的第一预紧力始终处于适合的区间。
47.为了确保爪杆612能够与不同尺寸的调节凹槽42匹配，每一爪杆612可拆卸设置在所述环形爪套611上。例如，每一爪杆612螺接在环形爪套611朝向预紧套4的端面上，不同尺寸的调节凹槽42可通过更换相应尺寸的爪杆612轻松完成预紧机构6与预紧套4的连接。
48.为了方便爪杆612能够快速的伸入到对应的调节凹槽42内完成预紧机构6与预紧套4的连接，所述风电机组轴承预紧装置还包括：伸缩驱动器71和定位器72；
49.所述定位器72具有定位器主体721和感应头722，所述感应头722设置在所述预紧套4上，所述定位器主体721设置在所述预紧爪61上且与伸缩驱动器71电连接，所述定位器主体721在根据所述感应头722的接近位置发送接近信号驱动所述预紧爪61的爪杆612伸入到对应的调节凹槽42内。在将爪杆612伸入到对应的调节凹槽42时，预紧驱动器62驱动预紧爪61转动，安装在预紧爪61的环形爪套611上的定位器主体721随预紧爪套612转动，在定位器主体721靠近设置在预紧套4上的感应头722时，定位器主体721发出接近信号到伸缩驱动器71，伸缩驱动器71接收到接近信号后驱动预紧爪61的爪杆612伸入到对应的调节凹槽42内，完成预紧机构6与预紧套4的连接。
50.在一个实施例中，如图3所示，预紧驱动器62滑动设置在置物台9上，预紧驱动器62的驱动轴朝向预紧套4设置，伸缩驱动器71固定安装在置物台9上，伸缩驱动器71与预紧驱动器62连接，伸缩驱动器71在接收到接近信号后驱动预紧驱动器62移动从而带动安装在预紧驱动62的驱动轴上的预紧爪61的爪杆612伸入到对应的调节凹槽42内。
51.为了便于工作人员直观的获知轴承3上承受的第一预紧力的大小，所述风电机组轴承预紧装置还包括：警示器，与所述应力采集器1电连接，用于根据所述应力采集器1采集到的第一预紧力发出相应的报警提示。例如，警示器为声光报警警示器，在警示器中预先设置相应的报警提示信息，如，检测到轴承3承受的第一预紧力大于预定预紧力时设置警示器发出红色警示光并播放相应的警示音，检测到轴承3承受的第一预紧力小于预定预紧力时设置警示器发出蓝色警示光并播放另一警示音，这样，工作人员根据警示器的报警提示能够获知目前轴承3所承受的第一预紧力的大小，方便工作人员核验预紧机构6的工作是否正确。
52.本发明另一方面提供一种风电机组轴承预紧方法，采用上述任一项所述的风电机组轴承预紧装置执行轴承预紧，所述风电机组轴承预紧方法包括：
53.在预紧轴承3的过程中，通过应力采集器1实时检测轴承3承受的第一预紧力；
54.预紧机构6根据应力采集器1采集到的第一预紧力调节预紧套4施加到所述轴承3上的第二预紧力。
55.本发明提供的风电机组轴承预紧装置，在轴承座和轴承的端面之间设置应力采集器，以通过应力采集器实时检测在预紧轴承时轴承所承受的第一预紧力，预紧机构根据应力采集器采集到的第一预紧力调节预紧套施加到轴承上的第二预紧力的大小，从而确保最终轴承承受的第一预紧力保持在适合的范围内，避免因第一预紧力过大影响轴承的使用寿命或是因第一预紧力过小导致轴承失效，通过本技术提供的风电机组轴承预紧装置和风电机组轴承预紧方法，对轴承预紧力的调节简单易执行，解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。
56.以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
57.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
58.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
59.此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

技术特征：
1.一种风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述风电机组轴承预紧装置包括：应力采集器(1)，设置在轴承座(2)与轴承(3)的端面之间，用于在预紧所述轴承(3)的过程中，实时检测所述轴承(3)承受的第一预紧力；预紧套(4)，活动套装在轴承(3)所在的主轴(5)上，用于向所述轴承(3)施加第二预紧力；预紧机构(6)，与所述应力采集器(1)电连接，以及与所述预紧套(4)可拆卸连接；所述预紧机构(6)用于根据所述应力采集器(1)采集到的第一预紧力调节所述预紧套(4)施加到所述轴承(3)上的第二预紧力。2.根据权利要求1所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述预紧套(4)螺接套装在所述主轴(5)上。3.根据权利要求2所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述预紧套(4)上开设有调节盲孔(41)，所述调节盲孔(41)内开设有与所述主轴(5)螺接的螺纹，在所述预紧套(4)上背向所述调节盲孔(41)孔底的一面上开设有多个调节凹槽(42)，所述预紧机构(6)通过多个调节凹槽(42)与所述预紧套(4)可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述风电机组轴承预紧装置还包括弹性件(8)，弹性件(8)设置在所述调节盲孔(41)的孔底。5.根据权利要求3所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，多个调节凹槽(42)沿所述调节盲孔(41)的周向设置。6.根据权利要求5所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述预紧机构(6)包括：预紧驱动器(62)和预紧爪(61)；所述预紧爪(61)包括环形爪套(611)和与调节盲孔(41)一一对应的爪杆(612)；所述环形爪套(611)与所述预紧驱动器(62)的驱动轴连接；爪杆(612)沿所述环形爪套(611)的周向均布，在所述预紧机构(6)与所述预紧套(4)连接的情况下，每一爪杆(612)能够伸入到对应的调节凹槽(42)内；所述预紧驱动器(62)与所述应力采集器(1)电连接，用于根据所述应力采集器(1)采集到的第一预紧力驱动所述预紧爪(61)转动以调节所述预紧套(4)施加到所述轴承(3)上的第二预紧力。7.根据权利要求6所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，每一爪杆(612)可拆卸设置在所述环形爪套(611)上。8.根据权利要求6所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述风电机组轴承预紧装置还包括：伸缩驱动器(71)和定位器(72)；所述定位器(72)具有定位器主体(721)和感应头(722)，所述感应头(722)设置在所述预紧套(4)上，所述定位器主体(721)设置在所述预紧爪(61)上且与伸缩驱动器(71)电连接，所述定位器主体(721)根据所述感应头(722)的接近位置发送接近信号，所述伸缩驱动器(71)用于根据所述接近信号驱动所述预紧爪(61)的爪杆(612)伸入到对应的调节凹槽(42)内。9.根据权利要求1所述的风电机组轴承预紧装置，其特征在于，所述风电机组轴承预紧装置还包括：警示器，与所述应力采集器(1)电连接，用于根据所述应力采集器(1)采集到的第一预紧力发出相应的报警提示。
10.一种风电机组轴承预紧方法，采用权利要求1-9中任一项所述的风电机组轴承预紧装置执行轴承预紧，其特征在于，所述风电机组轴承预紧方法包括：在预紧轴承(3)的过程中，通过应力采集器(1)实时检测所述轴承(3)承受的第一预紧力；预紧机构(6)根据应力采集器(1)采集到的第一预紧力调节预紧套(4)施加到所述轴承(3)上的第二预紧力。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，提供一种风电机组轴承预紧装置和预紧方法，风电机组轴承预紧装置包括：应力采集器，设置在轴承座与轴承的端面之间，用于在预紧轴承的过程中，实时检测轴承承受的第一预紧力；预紧套，活动套装在轴承所在的主轴上，用于向轴承施加第二预紧力；预紧机构用于根据应力采集器采集到的第一预紧力调节预紧套施加到轴承上的第二预紧力，从而确保轴承承受的第一预紧力保持在适合的范围内，避免因第一预紧力过大影响轴承的使用寿命或是因第一预紧力过小导致轴承失效。本申请提供的风电机组轴承预紧装置和风电机组轴承预紧方法，对轴承预紧力的控制简单易执行，解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。解决了现有技术中轴承预紧力调整复杂的问题。


技术研发人员：刘桂然 员一泽 桑鹏飞 刘海涛 李涛 张云飞
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/26