本實用新型涉及軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種調(diào)心滾子軸承及包含該軸承的風(fēng)電機組主軸傳動鏈系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機的主軸傳動鏈系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)有多種，其中雙軸承系統(tǒng)是一種廣泛使用的結(jié)構(gòu)，以調(diào)心滾子軸承作為雙軸承結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)是目前風(fēng)電行業(yè)內(nèi)的常用選型。該雙軸承系統(tǒng)中靠近葉輪端為浮動軸承，僅承受徑向載荷，靠近發(fā)電機端為止推軸承，承受所有的軸向載荷和部分徑向載荷。

研究表明，在使用中由于止推軸承承受軸向載荷的影響，該止推軸承承受軸向載荷一側(cè)的受載(包括軸向載荷和徑向載荷，其中徑向載荷為主要載荷)要遠大于另一側(cè)，造成該側(cè)的滾子及滾道很容易發(fā)生疲勞失效現(xiàn)象。而軸承一旦失效，更換軸承的費用要遠遠大于軸承本身的價值，由于更換成本過高，對軸承的使用壽命提高和故障率的降低就提出了更高的要求。

由此可見，上述現(xiàn)有的調(diào)心滾子軸承在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種新的能合理分配軸向和徑向荷載的調(diào)心滾子軸承及包含該軸承的風(fēng)電機組主軸傳動鏈系統(tǒng)，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進的目標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)心滾子軸承，使其在不損失調(diào)心功能的前提下，對承載時軸承的載荷分配做合理優(yōu)化，緩解軸承單側(cè)承載過大的問題，有效提高軸承的使用壽命，從而克服現(xiàn)有的調(diào)心滾子軸承的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種調(diào)心滾子軸承，包括軸承外圈、軸承內(nèi)圈、設(shè)置于所述軸承外圈與軸承內(nèi)圈之間且具有兩列兜孔的保持架和設(shè)置于所述保持架兜孔中的球面滾子，所述軸承外圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有不對稱的球面滾道，所述軸承內(nèi)圈和保持架均設(shè)置成與所述軸承外圈不對稱球面滾道相對應(yīng)的不對稱結(jié)構(gòu)。

作為本實用新型的一種改進，所述不對稱的球面滾道為球面圓心與所述軸承中心不重合的圓弧形球面。

進一步改進，所述軸承內(nèi)圈上兩列滾道的傾斜角度不同，所述保持架上兩列兜孔的加工角度不同。

作為本實用新型的另一種改進，所述不對稱球面為具有兩個圓心的不同圓弧形球面相接而成。

進一步改進，所述軸承內(nèi)圈上兩列滾道的溝曲率和傾斜角度均不同，所述保持架上兩列兜孔的加工角度不同。

進一步改進，所述球面滾子采用對稱型球面滾子。

進一步改進，所述保持架采用兩側(cè)分離式的保持架。

本實用新型還提供一種風(fēng)電機組主軸傳動鏈系統(tǒng)，所述主軸傳動鏈系統(tǒng)采用雙軸承系統(tǒng)，其包括設(shè)于葉片側(cè)的浮動軸承和設(shè)于發(fā)電機側(cè)的止推軸承，所述止推軸承采用上述的調(diào)心滾子軸承，其中所述調(diào)心滾子軸承接觸角小的一側(cè)安裝在靠近葉片端，其接觸角大的一側(cè)安裝在靠近發(fā)電機端。

采用這樣的設(shè)計后，本實用新型至少具有以下優(yōu)點：

本實用新型通過在現(xiàn)有對稱式調(diào)心滾子軸承結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其軸承外圈的球面滾道旋轉(zhuǎn)一較小角度，形成新的滾道面，相對于現(xiàn)有對稱式調(diào)心滾子軸承而言，此時軸承外圈的滾道中心和軸承的中心不再重合。再根據(jù)軸承外圈滾道的變化，調(diào)整其軸承內(nèi)圈的滾道，以改變軸承內(nèi)圈滾道的圓心位置，使軸承內(nèi)圈的傾角相對于軸承外圈而言保持不變。即通過改變軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，調(diào)整軸承受載時的載荷分配，達到避免單側(cè)承載過大的問題，有效提高軸承的使用壽命。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型調(diào)心滾子軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型調(diào)心滾子軸承中軸承外圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型調(diào)心滾子軸承中軸承內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參照附圖1所示，本實用新型調(diào)心滾子軸承包括軸承外圈1、軸承內(nèi)圈2、設(shè)置于軸承外圈1與軸承內(nèi)圈2之間且具有兩列兜孔的保持架4和設(shè)置于保持架4兜孔中的球面滾子3。

本實用新型中軸承外圈1的內(nèi)側(cè)設(shè)有不對稱的球面滾道，較優(yōu)實施例為，該球面滾道為球面圓心與該軸承中心不重合的圓弧形球面。當(dāng)然，該不對稱球面還可以為具有兩個圓心的不同曲率的圓弧形球面相接而成。

本實施例為將現(xiàn)有的對稱性球面滾道繞其球心向一側(cè)旋轉(zhuǎn)一較小角度，再將軸承的整體結(jié)構(gòu)向旋轉(zhuǎn)方向做一定量的偏移，保持軸承整體寬度不變，即新滾道的圓心位置偏離軸承的中心點位置，如附圖1和2所示。

根據(jù)軸承外圈1的不對稱設(shè)置，本實用新型中軸承內(nèi)圈2上的滾道也呈不對稱設(shè)置，即軸承內(nèi)圈2的兩列滾道傾斜角度不同，如附圖3所示，兩列弧形滾道的圓心不在同一水平線上，以使該軸承內(nèi)圈2的傾角相對于軸承外圈1保持不變。

本實用新型中球面滾子3為與上述軸承外圈1和軸承內(nèi)圈2滾道面相配合的球面滾子，優(yōu)選采用表面修型的對稱型球面滾子。

本實用新型保持架4的兜孔用于容納上述球面滾子，由于球面滾子3的傾斜角度不同，其兜孔的加工角度也會兩側(cè)不對稱，為保證軸承兩側(cè)應(yīng)對不同的工況，該保持架4采用兩側(cè)分離式的保持架，以使保持架能適用于兩列滾子的不同工況，同時兩側(cè)保持架的兜孔傾斜角度不同，方便加工。

以現(xiàn)有調(diào)心滾子軸承的原接觸角為11.17°為例，依照上述方法順時針旋轉(zhuǎn)原對稱性球面滾道2°，通過軸承內(nèi)外圈的結(jié)構(gòu)調(diào)整，使軸承一側(cè)的接觸角變?yōu)?.17°，另一側(cè)的接觸角變?yōu)?3.17°，當(dāng)該調(diào)心滾子軸承僅受徑向載荷而無軸向載荷時，接觸角為9.17°的一側(cè)承受的徑向力要比接觸角為13.17°的一側(cè)高出約38％。

在將本實用新型調(diào)心滾子軸承用于風(fēng)電機組主軸傳動鏈中止推軸承時，接觸角為9.17°的一側(cè)安裝在主軸傳動鏈靠近葉片端，接觸角為13.17°的一側(cè)安裝在靠近發(fā)電機端，這樣的安裝方向使得迎風(fēng)而來的軸向力由接觸角為13.17°的一側(cè)來承擔(dān)，此時在該軸向力的作用下，徑向載荷傾向于兩側(cè)均勻分布，克服了現(xiàn)有對稱式調(diào)心滾子軸承在這種情況下會一側(cè)受載過大另一側(cè)受載小的問題，提高了止推軸承的軸向抗疲勞能力。因此本實用新型的結(jié)構(gòu)可有效優(yōu)化軸承受軸向載荷和徑向載荷聯(lián)合作用時軸承內(nèi)的載荷分布，緩解軸承單側(cè)承載過大的問題，有效提高軸承的使用壽命。

為了提高軸承壽命，降低失效概率，本實用新型采用非對稱式結(jié)構(gòu)的調(diào)心滾子軸承，在不損失其本身調(diào)心功能的前提下，對承載時軸承的載荷分配做了合理的優(yōu)化，使軸承單側(cè)承載過大的現(xiàn)象得到了緩解，有效提高軸承的使用壽命。

以上所述，僅為本實用新型的一種具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，改變初始接觸角或旋轉(zhuǎn)角度，使軸承結(jié)構(gòu)變?yōu)榉菍ΨQ式結(jié)構(gòu)都屬于本實用新型的具體實施方式，任何熟悉該技術(shù)的人在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。