轴承装置及风力发电设备

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种轴承装置及风力发电设备。

背景技术

随着石油和矿物等不可再生能源的不断减少，寻求清洁的可再生能源成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源得到了人们越来越多的重视，风力发电设备的应用也日益广泛。

轴承装置作为风力发电设备的重要部件，其使用寿命直接影响风力发电设备的使用寿命，现有的轴承装置通常包括轴承座和转轴，轴承座的安装孔内设置有滑动轴承瓦，转轴安装在安装孔内并与通过滑动轴承瓦转动支撑在安装孔内，转轴的一端通过轮毂与风力发电设备的扇叶连接。

其中，当外界的风作用在扇叶上并带动扇叶和转轴转动过程，转轴的旋转轴线可能会相对安装孔的轴线倾斜，导致转轴划伤滑动轴承瓦的表面，进而影响轴承装置的使用寿命。

发明内容

本申请实施例提供一种轴承装置及风力发电设备，旨在解决轴承装置的转轴在转动过程相对轴承座倾斜，导致转轴划伤滑动轴承瓦的瓦面，进而影响轴承装置使用寿命的问题。

本申请实施例提供一种轴承装置，所述轴承装置包括：

轴承座，所述轴承座具有安装孔，所述轴承座上设有沿所述安装孔的周向依次分布的多个滑动轴承；

转轴，安装在所述安装孔内，所述多个滑动轴承沿所述转轴的周向与所述转轴滑动抵接，并支撑所述转轴；

角度调节组件，包括支撑件和调节件，所述支撑件设置在所述滑动轴承瓦与所述轴承座之间并与所述轴承座连接，所述调节件位于所述支撑件背离所述轴承座的一侧并与对应的所述滑动轴承瓦连接，所述支撑件背离所述轴承座的一侧具有第一滑动面，所述支撑件面向所述调节件的一侧具有与所述第一滑动面滑动抵接的第二滑动面，所述第一滑动面和所述第二滑动面中的一个为凸球面，另一个为与所述球面适配的凹球面。

可选地，所述滑动轴承瓦与所述调节件背离所述支撑件一侧的表面滑动抵接。

可选地，所述调节件面向所述滑动轴承瓦的一侧表面凸设有环形支撑凸起，所述环形支撑凸起的凸出方向的端面与所述滑动轴承瓦滑动抵接。

可选地，所述第一滑动面为所述凸球面，所述第二滑动面为与所述凹球面。

可选地，所述第一滑动面内凹陷形成有第一避让孔；和/或，所述第二滑动面内凹陷形成有第二避让孔。

可选地，所述第一避让孔贯穿所述支撑件；和/或，所述第二避让孔贯穿所述调节件。

可选地，所述第一避让孔的直径小于所述第二避让孔的直径。

可选地，所述支撑件背离所述调节件的一侧具有第三滑动面，所述第三滑动面与所述轴承座滑动抵接。

可选地，所述轴承座上设置有限位结构，所述限位结构包括分布在所述支撑件四周的多个限位部，所述多个限位部用于与所述支撑件抵接，以对所述支撑件沿所述第三滑动面的滑动距离进行限制。

本申请实施例还提供一种风力发电设备，所述风力发电设备包括：

安装座；

轴承装置，所述轴承装置为如上所述的轴承装置，所述轴承装置包括：

轴承座，所述轴承座安装在所述安装座上，所述轴承座具有安装孔，所述轴承座上设有沿所述安装孔的周向依次分布的多个滑动轴承；

转轴，安装在所述安装孔内，所述多个滑动轴承沿所述转轴的周向与所述转轴滑动抵接，并支撑所述转轴；

角度调节组件，包括支撑件和调节件，所述支撑件设置在所述滑动轴承瓦与所述轴承座之间并与所述轴承座连接，所述调节件位于所述支撑件背离所述轴承座的一侧并与对应的所述滑动轴承瓦连接，所述支撑件背离所述轴承座的一侧具有第一滑动面，所述支撑件面向所述调节件的一侧具有与所述第一滑动面滑动抵接的第二滑动面，所述第一滑动面和所述第二滑动面中的一个为凸球面，另一个为与所述球面适配的凹球面；

叶片，所述叶片与所述轴承装置的转轴连接；

发电机，包括定子和转子，所述定子与所述轴承座连接，所述转子与所述转轴连接。

本申请实施例提供的轴承装置通过在滑动轴承瓦与轴承座之间设置角度调节组件，使角度调节组件的支撑件上的第一滑动面与调节件上的第二滑动面中的一个为凸球面，另一个为凹球面，且凸球面与凹球面适配的滑动抵接，不仅使能够使调节件相对支撑件沿任意方向倾斜，而且使调节件与支撑件之间的滑动抵接更加稳定。

当转轴在转动过程中，转轴的旋转轴线相对轴承座倾斜时，角度调节组件通过使支撑件和调节件相对滑动，能够允许滑动轴承随着转轴一起倾斜相同的角度，以使滑动轴承与转轴始终保持适配，避免滑动轴承瓦的瓦面因无法跟随转轴倾斜而被转轴划伤的问题，进而影响轴承装置使用寿命。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的风力发电设备的一个实施例的剖视图，其沿转轴的轴向进行了剖视；

图2为本申请实施例提供的轴承装置的一个实施例的剖视图，其沿转轴的轴向进行了剖视；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本申请实施例提供的角度调节组件的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请实施例提供一种轴承装置及风力发电设备。以下分别进行详细说明。

首先，本申请实施例提供一种轴承装置，包括轴承座、转轴及角度调节组件，轴承座具有安装孔，轴承座上设有沿安装孔的周向依次分布的多个滑动轴承；转轴安装在安装孔内，多个滑动轴承沿转轴的周向与转轴滑动抵接，并支撑转轴；角度调节组件设置在滑动轴承与轴承座之间，角度调节组件包括支撑件和调节件，支撑件与轴承座连接，调节件位于支撑件背离轴承座的一侧并与对应的滑动轴承连接，支撑件远离轴承座的一端具有球面，支撑件面向调节件的一侧开设有与球面滑动配合的凹槽，支撑件的球面与凹槽的表面滑动抵接。

图1为本申请实施例提供的风力发电设备的一个实施例的剖视图，其沿转轴的轴向进行了剖视。如图1所示，风力发电设备100包括安装座(图中未示出)、轴承装置120、叶片(图中未示出)及发电机110。

如图1及图2所示，轴承装置120包括轴承座121和转轴122，轴承座121具有安装孔1211，转轴122安装在安装孔1211内，且转轴122通过滑动轴承瓦160转动支撑在安装孔1211内。当将轴承装置120用于风力发电设备100中时，轴承装置120的轴承座121安装在风力发电设备100的安装座上，风力发电设备100的叶片与轴承装置120的转轴122连接，发电机110包括定子111和转子112，发电机110的定子111与轴承座121连接，转子112与转轴122连接。风力推动叶片时，带动转轴122转动，转轴122带动发电机110中的转子112相对于定子111转动，以产生电力，从而实现风能到电能的转化。

其中，发电机110为外转子发电机，即发电机110的转子112位于定子111的径向外侧，以使发电机110与轴承装置120之间的连接更加方便，且发电机110和轴承装置120连接在一起后结构更加紧凑。当然，发电机110也可以为内转子发电机或其它类型的发电机，此处不作限制。

需要说明的是，本申请实施例中的轴承装置120除了用于风力发电设备100，还可以用于水利发电设备或其它任何需要本申请实施例中的轴承装置120的设备中。上述轴承装置120用于风力发电设备100的技术方案仅仅是轴承装置120的一个使用场景，并不限定轴承装置120仅用于风力发电设备100中。

如图2所示，轴承座121具有安装孔1211，在轴承座121上设有沿安装孔1211的周向依次分布的多个滑动轴承瓦160；转轴122安装在安装孔1211内，且多个滑动轴承瓦160沿转轴122的周向与转轴122滑动抵接，并支撑转轴122，以使转轴122能够稳定的安装孔1211内转动。

如图2至图4所示，轴承装置120还包括角度调节组件140，该角度调节组件140设置在滑动轴承瓦160与轴承座121之间，用于调节滑动轴承瓦160相对轴承座121倾斜的角度。当转轴122在转动过程中，转轴122的旋转轴线相对轴承座121倾斜时，角度调节组件140能够允许滑动轴承瓦160随着转轴122一起倾斜相同的角度，以使滑动轴承瓦160与转轴122始终保持适配，避免滑动轴承瓦160的瓦面因无法跟随转轴122倾斜而被转轴122划伤，进而影响轴承装置120使用寿命。

需要说明的是，可以在每个滑动轴承瓦160与轴承座121之间均设置角度调节组件140，也可以仅在其中一部分滑动轴承瓦160与轴承座121之间设置角度调节组件140。例如：可以仅在轴承座121沿安装孔1211的轴向一端的多个滑动轴承瓦160与轴承座121之间设置角度调节组件140，或者，在轴承座121沿安装孔1211的轴向一端的多个滑动轴承瓦160中的一部分滑动轴承瓦160与轴承座121之间设置角度调节组件140。

可选地，如图2所示，在轴承座121沿安装孔1211的轴向两端均设置有多个滑动轴承瓦160，位于轴承座121同一端的多个滑动轴承瓦160沿安装孔1211的周向依次分布，轴承座121两端的多个滑动轴承瓦160分别与转轴122两端滑动抵接，以使转轴122通过多个滑动轴承瓦160转动支撑在安装孔1211内。

本申请实施例通过在轴承座121沿安装孔1211的轴向两端均设置有多个滑动轴承瓦160以对转轴122的两端分别进行支撑，当将轴承装置120用于风力发电设备100中时，转轴122的一端通过轮毂(图中未示出)与叶片连接，叶片及轮毂施加在转轴122上的载荷主要为弯矩，通过使轴承结构对转轴122的轴向两端分别进行滑动支撑，能够使转轴122更加稳定的与轴承座121转动连接。

在其它实施例中，也可以只在轴承座121沿安装孔1211的轴向一端设置有多个滑动轴承瓦160，在轴承座121沿安装孔1211的轴向另一端设置滚动轴承或其它轴承对转轴122进行支撑。

可选地，角度调节组件140包括支撑件141和调节件142，支撑件141设置在滑动轴承瓦160与轴承座121之间并与轴承座121连接，调节件142位于支撑件141背离轴承座121的一侧并与对应的滑动轴承瓦160连接。其中，支撑件141和调节件142之间通过球面滑动连接，以使调节件142可以相对支撑件141沿任意方向倾斜，进而使与调节件142连接的滑动轴承瓦160可以相对与支撑件141连接的轴承座121倾斜。而且，支撑件141和调节件142之间通过凸球面和凹球面滑动配合，能够使调节件142更加稳定的相对支撑件141滑动，提高了角度调节组件140的工作稳定性。

如图4所示，支撑件141背离轴承座121的一侧具有第一滑动面1411，支撑件141面向调节件142的一侧具有与第一滑动面1411滑动抵接的第二滑动面1421，可以使第一滑动面1411和第二滑动面1421中的一个为凸球面，另一个为与球面适配的凹球面。由此，可以使角度调节组件140的调节件142能够更加稳定的相对支撑件141滑动。

其中，可以使支撑件141的第一滑动面1411为凸球面，调节件142的第二滑动面1421为与凹球面；或者，也可以使支撑件141的第一滑动面1411为凹球面，调节件142的第二滑动面1421为凸球面。

可选地，如图3及图4所示，可以使支撑件141的第一滑动面1411内凹陷形成有第一避让孔1412。需要说明的是，第一避让孔1412形成于第一滑动面1411内，因此，第一避让孔1412的边缘与第一滑动面1411的边缘之间具有一定的距离，也即，当第一滑动面1411内开设有第一避让孔1412后，第一滑动面1411的面积会减小为环形面。

为了减小调节件142的第二滑动面1421相对支撑件141的第一滑动面1411滑动过程中的磨损，需要使支撑件141的第一滑动面1411与调节件142的第二滑动面1421尽可能的贴合，以使调节件142对支撑件141施加的作用力在支撑件141的第一滑动面1411上尽可能均匀的分布。但是，使调节件142的第二滑动面1421与支撑件141的第一滑动面1411完全贴合会对调节件142的第二滑动面1421及支撑件141的第一滑动面1411的加工精度要求很高，从而导致调节件142及支撑件141的加工成本增加。

本申请实施例通过使支撑件141的第一滑动面1411内凹陷形成第一避让孔1412，能够减小支撑件141上第一滑动面1411与调节件142的第二滑动面1421接触的面积，从而降低调节件142的球面的加工精度要求，减少调节件142的加工成本。

其中，可以使第一避让孔1412贯穿支撑件141，以减少支撑件141的重量。具体地，支撑件141具有与第一滑动面1411相对的第三滑动面1413，自支撑件141的第一滑动面1411内凹陷形成的第一避让孔1412贯穿支撑件141，并在支撑件141的第三滑动面1413形成开口。

当然，第一避让孔1412也可以为盲孔，也即，第一避让孔1412不贯穿支撑件141，从而提高支撑件141的强度。

本申请实施例中，第一避让孔1412可以为圆孔，以使第一避让孔1412的加工更加方便。当然，第一避让孔1412也可以为椭圆形孔、矩形孔等其它形状的孔，此处不作限制。

可选地，如图3及图4所示，可以使调节件142的第二滑动面1421内凹陷形成有第二避让孔1422。由于第二避让孔1422形成于第二滑动面1421内，因此，第二避让孔1422的边缘与第二滑动面1421的边缘之间具有一定的距离，也即，当第二滑动面1421内开设有第二避让孔1422后，第二滑动面1421会减小为环形面。由此，能够减小调节件142的第二滑动面1421与支撑件141上第一滑动面1411的接触面积，从而降低调节件142的第二滑动面1421的加工精度要求，减少调节件142的加工成本。

需要说明的是，可以同时在支撑件141上设置第一避让孔1412，并在调节件142上设置第二避让孔1422，也可以只在支撑件141上设置第一避让孔1412，或者，只在调节件142上设置第二避让孔1422。当然，前者能够同时降低支撑件141和调节件142的加工成本，进而降低角度调节组件140的整体加工成本。

其中，可以使第二避让孔1422贯穿调节件142，以减小调节件142的重量。具体地，调节件142具有与第二滑动面1421相对的第四滑动面1423，自第二滑动面1421内凹陷形成的第二避让孔1422贯穿调节件142，并在调节件142的第四滑动面1423形成有开口。

当然，第二避让孔1422也可以为盲孔，也即，第二避让孔1422不贯穿调节件142，从而提高调节件142的强度。

本申请实施例中，第二避让孔1422可以为圆孔，以使第二避让孔1422的加工更加方便。当然，第二避让孔1422也可以为椭圆形孔、矩形孔等其它形状的孔，此处不作限制。

可选地，第一避让孔1412的直径小于第二避让孔1422的直径。需要说明的是，第一避让孔1412的直径是指第一避让孔1412的外接圆的直径，第二避让孔1422的直径是指第二避让孔1422的外接圆的直径。可以理解的是，由于第一滑动面1411为凸球面，第二滑动面1421为凹球面，通过使第一避让孔1412的直径小于第二避让孔1422的直径，能够避免第一避让孔1412的边缘与第二滑动面1421抵接而划伤第二滑动面1421。

可选地，如图3及图4所示，滑动轴承瓦160与调节件142背离支撑件141一侧的表面(也即第四滑动面1423)滑动抵接。可以理解的是，当转轴122相对轴承座121倾斜时，转轴122除了会相对轴承座121倾斜一定角度外，转轴122与滑动轴承瓦160抵接的部位还会相对轴承座121在安装孔1211的径向上移动一定的距离。

本申请实施例通过将滑动轴承瓦160与调节件142背离支撑件141一侧的表面滑动抵接，当滑动轴承瓦160和调节件142一起相对轴承座121倾斜的过程中，滑动轴承瓦160还能够相对调节件142滑动，以使滑动轴承瓦160相对轴承座121在安装孔1211的径向上移动一定的距离，从而使滑动轴承瓦160能够始终与转轴122保持稳定的滑动抵接状态。

其中，如图4所示，可以使调节件142面向滑动轴承瓦160的一侧表面凸设有环形支撑凸起1424，且环形支撑凸起1424的凸出方向的端面与滑动轴承瓦160滑动抵接。由此，在对调节件142进行加工的过程中，只需使环形支撑凸起1424的端面具有较高的精度，即可使调节件142与滑动轴承瓦160之间具有较高的装配精度，而无需对调节件142向滑动轴承瓦160一侧的整个表面进行加工，降低了调节件142的加工成本。

其中，环形支撑凸起1424可以为圆形、椭圆形、矩形等等，当然，当环形支撑凸起1424为圆形时加工更加方便。

下面对角度调节组件140的结构进行详细描述。

如图3及图4所示，支撑件141包括呈圆柱形的支撑部1414，及位于支撑部1414远离轴承座121一端的滑动部1415，滑动部1415背离支撑部1414的一侧为凸球面，第一避让孔1412为和支撑部1414同轴设置的圆孔，且第一避让孔1412沿支撑部1414的轴向贯穿支撑部1414和滑动部1415并在滑动部1415的凸球面上形成有开口。

调节件142呈圆柱状设置，调节件142的第二滑动面1421为凹球面，该凹球面的直径与凸球面的直径相同，调节件142上的第二避让孔1422为与调节件142同轴的圆孔，且第二避让孔1422沿调节件142的轴向贯穿调节件142，并在凹球面上形成开口。其中，第二避让孔1422的直径大于第一避让孔1412的直径，以避免第一避让孔1412的边缘与凹球面接触而划伤凹球面。

在调节件142面向滑动轴承瓦160的一侧表面凸设有环形支撑凸起1424，该环形支撑凸起1424为圆形，环形支撑凸起1424的外径与调节件142的直径相同，环形支撑凸起1424的内径大于第二避让孔1422的直径。

可选地，如图4所示，支撑件141背离第一滑动面1411的一侧具有第三滑动面1413，该第三滑动面1413与轴承座121滑动抵接，以使角度调节组件140在轴承座121与转轴122之间的活动更加灵活，使角度调节组件140的调节件142能够更加顺畅的相对支撑件141滑动，进一步提高了角度调节组件140的工作稳定性。

其中，在轴承座121上还设置有限位结构150，该限位结构150包括分布在支撑件141四周的多个限位部151，限位结构150的多个限位部151用于与支撑件141抵接，以对支撑件141沿第三滑动面1413的滑动距离进行限制，从而保证支撑件141的第三滑动面1413与轴承座121稳定的滑动抵接。

可选地，如图2所示，在安装孔1211内设有多个滑动轴承瓦160，位于安装孔1211内的多个滑动轴承瓦160沿安装孔1211的轴向分布在安装孔1211的两端，并沿安装孔1211的周向依次分布，每个滑动轴承瓦160与安装孔1211的内周面之间设置有角度调节组件140，以调节每个滑动轴承瓦160的倾斜角度。

其中，位于安装孔1211内周面的多个滑动轴承瓦160为径向轴承瓦，其与转轴122的外周面滑动抵接，对转轴122施加的作用力的方向与转轴122的径向一致。位于轴承座121端面的滑动轴承瓦160为推力轴承瓦，对转轴122施加的作用力的方向与转轴122的轴向一致。

本申请实施例还提出一种风力发电设备，该风力发电设备包括轴承装置，该轴承装置的具体结构参照上述实施例，由于本风力发电设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种轴承装置及风力发电设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。