一种变桨轴承及风力发电机的制作方法

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1.本实用新型总的来说涉及风力发电机技术领域。具有而言，本实用新型涉及一种变桨轴承及风力发电机。

背景技术：

2.变桨轴承是风力发电机中关键的零部件之一。在风力发电机运行过程中变桨轴承通常需要承受较大的径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩，其中由变桨轴承的齿圈与风力发电机的其它部件啮合来进行传动。
3.在风力发电机运行的过程中，变桨轴承的驱动角度通常小于等于 30
°
，也就是说所述齿圈在风力发电机运行的过程中通常只有小于等于30
°
的齿面参与啮合，而所述齿圈的其它齿面仅在对风力发电机进行调试和运维时才会偶尔使用，磨损很小。然而现有技术中通常会对所述齿圈的所有的齿面进行淬火，存在工艺资源浪费，并且也加大了齿面淬火裂纹的风险。
4.另外在现有技术中，索特传动设备有限公司提出了一种用于风机变桨的回转轴承(cn101725631b)。该申请中所述回转轴承包括内圈、外圈、安装在所述内圈的滚道和所述外圈的滚道之间的多个钢球和保持器，其中所述内圈和外圈中的一个为齿圈并且所述齿圈为部分制齿。然而该申请中采用的结构是非整圈制齿，因此在安装时无法对所述回转轴承整圈调试；在运营保养中所述回转轴承由于无法整圈运动也使得润滑油脂无法均匀分布；另外在使用过程中所述回转轴承也容易出现应力分布不均衡的形状。

技术实现要素：

5.为至少部分解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出一种变桨轴承，其包括齿圈，其中所述齿圈包括：
6.第一齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围内，其中所述第一齿的齿面被淬火；以及
7.第二齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围以外的角度范围内，其中所述第二齿的齿面未被淬火。
8.在本实用新型一个实施例中规定，所述第一角度小于或等于30
°
。
9.在本实用新型一个实施例中规定，所述第一角度是变桨轴承的齿圈在变桨过程中转动的角度。
10.在本实用新型一个实施例中规定，所述淬火包括感应淬火、火焰淬火以及激光淬火。
11.在本实用新型一个实施例中规定，所述第二齿的齿面的裂纹率低于所述第一齿的齿面的裂纹率。
12.在本实用新型一个实施例中规定，所述变桨轴承包括：
13.内圈，其为所述齿圈；
14.外圈，其布置在所述内圈外侧；
15.滚子，其布置在所述内圈以及所述外圈之间；以及
16.保持器，其布置在所述内圈以及所述外圈之间。
17.在本实用新型一个实施例中规定，所述外圈包括第一外圈以及第二外圈。
18.在本实用新型一个实施例中规定，所述滚子包括径向滚子以及轴向滚子。
19.本实用新型还提出一种风力发电机，其具有所述变桨轴承。
20.本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型提出一种变桨轴承，其中变桨轴承的齿圈采用部分淬火的设计，因此可以减少热处理加工量，在节省工艺资源的同时也可以降低裂纹质量风险及加工过程中的质量损失。
附图说明
21.为进一步阐明本实用新型的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
22.图1示出了本实用新型所应用于的风力发电机的示意图。
23.图2示出了本实用新型一个实施例中一个变桨轴承中的齿圈的示意图。
24.图3示出了本实用新型一个实施例中一个变桨轴承的示意图。
具体实施方式
25.应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
26.在本实用新型中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
27.在本实用新型中，各实施例仅仅旨在说明本实用新型的方案，而不应被理解为限制性的。
28.在本实用新型中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
29.在此还应当指出，在本实用新型的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本实用新型的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本实用新型的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
30.在此还应当指出，在本实用新型的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本实用新型中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
31.另外，本实用新型的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除
非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
32.下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。
33.图1示出了本实用新型的所应用于的风力发电机100的示意图，如图1所示，风力发电机100包括塔架101、可旋转地连接到塔架101并且支承轮毂103的机舱102。在轮毂103上布置有两个或更多个叶片104，其中叶片104在风力作用下带动布置在轮毂108中的转子(未示出)绕轴线(未示出)旋转，其中发电机的转子相对于定子的旋转将生成电能。
34.在风力发电机的运行过程中，风力发电机的变桨系统依据风速的变化不断地调整气动迎角将叶片带到所需位置，保证风机旋转速度和发电量的稳定输出，其执行部件就是变桨轴承，这一过程会致使变桨轴承处于高频率的微动变载荷中。同时，变桨系统也用于整个风机系统的紧急中断：风速过大时，为保证整机安全，变桨轴承改变迎风角度，风机停止运行。
35.图2示出了本实用新型一个实施例中一个变桨轴承中的齿圈的示意图。如图2所示，所述齿圈可以包括第一齿的齿面、即淬火齿面201以及第二齿的齿面、即非淬火齿面202，其中第一齿面处于齿圈的圆周的第一角度范围内，并且第二齿处于齿圈的圆周的其余角度范围。第一角度例如是通过如下方式确定的：在风力发电机运行过程中，仅有所述淬火齿面201参与啮合传动，而非淬火齿面202不参与啮合传动，据此，所述淬火齿面201在所述齿圈上占据的角度、即第一角度例如小于等于30
°
。
36.尽管上述实施例是以第一角度的优选值30
°
来说明的，但是本实用新型的方案也可以适用于其它第一角度。例如，在地理位置不同的区域或者不同类型的风机中，第一角度可能不同，例如第一角度可能大于 30
°
、例如为40
°
或45
°
等等。另外，为了提高风机的鲁棒性，可以适当增加第一角度，使得齿圈中的更大范围的齿被淬火，以提高长期对抗超负荷运转的能力或提高其最大性能，由此提高其鲁棒性。例如将该角度增加5％、10％、20％、30％、50％或100％。
37.淬火的工艺可以包括现有技术中的工艺，例如可以是感应淬火、火焰淬火、激光淬火等局部淬火工艺。淬火带来的结构和性能改变例如包括：齿面硬度提高、耐磨性增强等。
38.图3示出了本实用新型一个实施例中一个变桨轴承的示意图。如图3 所示，所述变桨轴承可以包括内圈、外圈、滚子以及保持器。
39.所述内圈305可以是图2所示的用于变桨轴承的齿圈。所述外圈可以包括第一外圈301和第二外圈302，所述第一外圈301和所述第二外圈302 布置在所述内圈305的外侧。所述滚子可以包括径向滚子303、第一轴向滚子3041以及第二轴向滚子3042，多个所述滚子以及所述保持器布置在所述齿圈以及所述外圈之间。
40.本实用新型中，所述变桨轴承的齿圈采用部分淬火的设计，因此可以减少热处理加工量，在节省工艺资源的同时也可以降低裂纹质量风险及加工过程中的质量损失。
41.尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

技术特征：

1.一种变桨轴承，其包括齿圈，其特征在于，所述齿圈包括：第一齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围内，其中所述第一齿的齿面被淬火；以及第二齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围以外的角度范围内，其中所述第二齿的齿面未被淬火。2.根据权利要求1所述的变桨轴承，其特征在于，所述第一角度小于或等于30
°
。3.根据权利要求1所述的变桨轴承，其特征在于，所述第一角度是变桨轴承的齿圈在变桨过程中转动的角度。4.根据权利要求1所述的变桨轴承，其特征在于，所述第二齿的齿面的裂纹率低于所述第一齿的齿面的裂纹率。5.根据权利要求1-4之一所述的变桨轴承，其特征在于，包括：内圈，其是所述齿圈；外圈，其布置在所述内圈外侧；滚子，其布置在所述内圈以及所述外圈之间；以及保持器，其布置在所述内圈以及所述外圈之间。6.根据权利要求5所述的变桨轴承，其特征在于，所述外圈包括第一外圈以及第二外圈。7.根据权利要求5所述的变桨轴承，其特征在于，所述滚子包括径向滚子以及轴向滚子。8.一种风力发电机，其特征在于，具有权利要求1-7之一所述的变桨轴承。

技术总结

本实用新型总的来说涉及风力发电机技术领域，提出一种变桨轴承及风力发电机。所述变桨轴承包括齿圈，所述齿圈包括：包括：第一齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围内，其中所述第一齿的齿面被淬火；第二齿，其处于齿圈的圆周的第一角度范围以外的角度范围内，其中所述第二齿的齿面未被淬火。本实用新型中变桨轴承的齿圈采用部分淬火的设计，因此可以减少热处理加工量，在节省工艺资源的同时也可以降低裂纹质量风险及加工过程中的质量损失。纹质量风险及加工过程中的质量损失。纹质量风险及加工过程中的质量损失。