风力发电机的主轴承的制作方法

本发明涉及一种风力发电机的主轴承，其中，所述主轴承构造为滑动轴承，其中，所述滑动轴承的轴承外圈由若干轴承段组成，所述轴承段布置在所述轴承外圈的圆周上，并且所述轴承段具有轴承表面，所述轴承表面被设定或可被设定到限定的径向位置。已知一种用于风力发电机的这种类型的主轴承，见us 2020/0173425 a1。在风力发电机的转子的支承中，流体动压滑动轴承是通常为此所采用的滚动轴承的一种有吸引力的替代方案。此类滑动轴承允许在不拆卸转子的情况下在塔架上更换轴承，这在经济上非常有意义。轴承外圈分段的另一项重要优点尤其在于，对于非常大的风力发电机而言，此类滑动轴承不需要非常大型的锻造和淬硬设备，并且这些分段也更容易运输。在所述现有方案中，外圈的各个轴承段是针对预期出现的最大载荷进行设计并固定在结构上所要求的位置中的。对于较小载荷状态未进行专门考虑。问题在于，在启动和停止过程中，流体动压滑动轴承中存在混合摩擦，由此导致滑动轴承段的滑动衬层产生一定磨损。此外，还会由此将相对较高的摩擦扭矩引入结构中。在较低风速下，滑动轴承相应较高的摩擦扭矩可能阻止风轮启动。由于载荷方向高度可变，滑动轴承的各个分段承受不同的载荷，并且在某些载荷方向下甚至完全不需要。关于滑动轴承的构造，已知来自de 10 2017 223 370 a1、us 2011/0188988 a1、us 2019/0195204 a1和wo 2019/120870 a1的各种方案。

背景技术：

技术实现思路

1、本发明所基于的任务是对一种构造为滑动轴承的风力发电机的主轴承进行改进，使得能够减少启动和停止过程中的摩擦以及由此产生的磨损。由此，应当能够提高这种类型支承的使用寿命。

2、本发明通过如下方式解决该任务，即，所述轴承段由第一组和第二组组成，其中，第一组的所述轴承段被设定或可被设定到第一径向位置，并且第一组的所述轴承段在径向上具有第一弹簧弹性，并且第二组的所述轴承段被设定或可被设定到第二径向位置，所述第二径向位置不同于所述第一径向位置，并且第二组的所述轴承段在径向上具有不同于所述第一弹簧弹性的第二弹簧弹性，其中，所述第一径向位置大于所述第二径向位置，并且所述第一弹簧弹性大于所述第二弹簧弹性。

3、上述径向位置应理解为：轴承段的轴承表面被定位于何种径向位置，以便容纳待支承的部件，特别是风力发电机的转子。较大的径向位置应理解为：轴承段的轴承表面布置得更靠近待支承的部件，特别是更靠近风力发电机的转子。因此，这里指的是从容纳轴承外圈的壳体部件出发测得的轴承段的轴承表面的径向距离。

4、关于弹簧弹性，应指出的是，在弹簧弹性的数值较高时，施加一个力(来自转子)时会产生更大的弹簧行程(沿径向)。因此，较大的弹簧弹性意味着弹簧常数或弹簧刚度(以n/m计量)的数值小于较小弹簧弹性的情况。

5、所述第一径向位置与所述第二径向位置之间的差值优选在0.1 mm至5.0 mm之间。

6、所述第一弹簧弹性优选至少比所述第二弹簧弹性大3倍，尤其优选至少大5倍。相应地，在第一弹簧弹性的情况下，弹簧常数至少比第二弹簧弹性的情况下的弹簧常数小3倍，尤其优选小5倍。

7、第一组的所述轴承段和第二组的所述轴承段优选在轴向上彼此相邻布置。然而，作为替代，也可以使第一组的所述轴承段和第二组的所述轴承段在圆周方向上交替相继。在此还可以规定，在圆周方向上，一个第一组的轴承段之后跟随多于一个第二组的轴承段(或反之亦然)。

8、至少一组的所述轴承段优选各自由一个支撑元件组成，所述支撑元件布置在由弹性体材料制成的部件上，其中，所述由弹性体材料制成的部件固定在壳体部件上。在这种情况下，通过所述由弹性体材料制成的部件形成至少一组所述轴承段的上述弹性。

9、本发明的一种特别优选的构型规定，第一组的所述轴承段设有通向所述轴承表面的流体供给，以建立静压支承功能。因此，在此产生一种静压支承功能，该功能从转子静止开始确保实际上无摩擦的支承，从而防止磨损。

10、因此，启动和停止过程中产生的摩擦以及由此产生的磨损能够通过滑动轴承段中的静压润滑腔显著减小。具有静压润滑腔的滑动轴承段在风力发电机的正常运行中比不具有静压润滑腔的滑动轴承段具有较低的承载能力。在所提出的构型中，通过静压润滑腔和流体动压润滑腔的组合，非常有利地利用了这一点。

11、第一组的所述轴承段可以设有调节装置，借助所述调节装置能够改变第一径向位置。所述调节装置在此可以具有液压活塞-缸系统，所述液压活塞-缸系统用于设定第一径向位置。作为一种可能的替代方案，也可以规定，所述调节装置具有机械调节系统，尤其包括一个挺柱，所述机械调节系统用于设定第一径向位置。通过这种构型，可以实现：当电机启动完成之后，第一组的所述轴承段在其朝向转子的径向进给方面被回撤；当第一组的所述轴承段构造为静压元件时，这尤其特别有利。

12、因此，所提出的流体动压滑动轴承具有一种载荷控制的滑动表面。随着载荷增大而形成增大的滑动表面，而具有静压润滑腔的滑动轴承段——作为不具有静压润滑腔的滑动轴承段之外的附加部分——在转子的启动和停转过程中确保低磨损。

1.一种风力发电机的主轴承(1)，其中，所述主轴承(1)构造为滑动轴承，其中，所述滑动轴承的轴承外圈(2)由若干轴承段(3, 4)组成，所述轴承段布置在所述轴承外圈(2)的圆周上，并且所述轴承段(3, 4)具有轴承表面(5, 6)，所述轴承表面被设定或可被设定到限定的径向位置(r1, r2)，其特征在于，所述轴承段(3, 4)由第一组和第二组组成，其中，第一组的所述轴承段(3)被设定或可被设定到第一径向位置(r1)，并且第一组的所述轴承段(3)在径向方向(r)上具有第一弹簧弹性，并且第二组的所述轴承段(4)被设定或可被设定到第二径向位置(r2)，所述第二径向位置不同于所述第一径向位置(r1)，并且第二组的所述轴承段(4)在径向方向(r)上具有不同于所述第一弹簧弹性的第二弹簧弹性，其中，所述第一径向位置(r1)大于所述第二径向位置(r2)，并且所述第一弹簧弹性大于所述第二弹簧弹性。

2.根据权利要求1所述的主轴承，其特征在于，所述第一径向位置(r1)与所述第二径向位置(r2)之间的差值在0.1 mm至5.0 mm之间。

3.根据权利要求1或2所述的主轴承，其特征在于，所述第一弹簧弹性至少为所述第二弹簧弹性的3倍，优选至少为所述第二弹簧弹性的5倍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的主轴承，其特征在于，第一组的所述轴承段(3)和第二组的所述轴承段(4)在轴向(a)上彼此相邻布置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的主轴承，其特征在于，第一组的所述轴承段(3)和第二组的所述轴承段(4)在圆周方向(u)上交替相继布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的主轴承，其特征在于，至少一组的所述轴承段(3,4)中的每一个均由支撑元件(7, 8)组成，所述支撑元件布置在由弹性体材料制成的部件(9, 10)上，并且所述由弹性体材料制成的部件(9, 10)固定在壳体部件(11)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的主轴承，其特征在于，第一组的所述轴承段(3)设有通向所述轴承表面(5)的流体供给，以建立静压支承功能。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的主轴承，其特征在于，第一组的所述轴承段(3)设有调节装置(12)，借助所述调节装置能够改变所述第一径向位置(r1)。

9.根据权利要求8所述的主轴承，其特征在于，所述调节装置包括液压活塞-缸系统，所述液压活塞-缸系统用于设定所述第一径向位置(r1)。

10.根据权利要求8所述的主轴承，其特征在于，所述调节装置包括机械调节系统，尤其包括挺柱，所述机械调节系统用于设定所述第一径向位置(r1)。