專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承，包含一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的相對固定的軸承環(huán)，具體涉及一種軸承，具有一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)和一個(gè)同軸的外軸承環(huán)，在二者之間優(yōu)選地設(shè)有若干旋轉(zhuǎn)元件。該旋轉(zhuǎn)元件可包含球狀物或滾軸，排列為一排或兩排。本發(fā)明還適用于滑動軸承和斜墊軸承。在本說明書中提及的“軸承環(huán)”包括指“襯套”。
背景技術(shù)：
通常這種軸承相對于接地元件支撐著移動元件的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。典型地，在一個(gè)過盈壓力配合下，其中一個(gè)軸承環(huán)組成或固定于移動元件，另一個(gè)軸承環(huán)固定于接地元件。負(fù)荷的重量通過旋轉(zhuǎn)元件配置的部位垂直施加于固定的軸承環(huán)或襯套的面向上的一邊。固定在 負(fù)荷上的軸承環(huán)在使用中是旋轉(zhuǎn)的，從而使負(fù)荷向前傳送，并重復(fù)地圍繞在整個(gè)圓周上。然而，固定在接地元件上的軸承環(huán)或襯套相對靜止，由相同的面向上的部分連續(xù)承載重量；相反，面向下的部分并不承載重量。因此，相對固定的軸承環(huán)的磨損是不對稱的，如果磨損分布在該固定軸承環(huán)的整個(gè)圓周上，軸承則需要經(jīng)常更換。非垂直的負(fù)荷可被傳送至相對靜止軸承的相同部位，例如一對平行齒輪軸上的分力。支撐持久單方向的負(fù)荷和/或支撐在垂直平面上的高彎曲力的不對稱磨損的問題最為明顯，例如風(fēng)輪機(jī)的中心軸承。傳統(tǒng)的解決方案是使用更大的具有高精度的軸承，但也需要承受的是必須更為頻繁的更換。更大的軸承較難生產(chǎn)，且制造成本較高，與小軸承相t匕，還傾向于因其震動性而產(chǎn)生不均衡的磨損。需要一種能夠消除這種不對稱磨損的設(shè)置，適用于標(biāo)準(zhǔn)類型的磨損，特別是旋轉(zhuǎn)元件軸承和通過軸承傳輸負(fù)載的固定和移動元件。另一個(gè)問題是軸承金屬表面之間的軸承潤滑劑的靜態(tài)加壓的維持。這發(fā)生在軸承裝置靜止時(shí)其固定軸承環(huán)的上部區(qū)域。久而久之，氫原子可從潤滑劑中的碳?xì)浞肿觾?nèi)逃離，與金屬表面作用，導(dǎo)致金屬表面的氫脆，增加了故障的發(fā)生率。需要一種能夠限制裸露的金屬表面長期與靜態(tài)增壓潤滑劑接觸的裝置。這些問題的一個(gè)解決方案是提供一種軸承裝置，包括一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)和一個(gè)與內(nèi)軸承環(huán)同軸的外軸承環(huán)，所述軸承環(huán)的其中之一適用于使接地元件上的旋轉(zhuǎn)空置。這種設(shè)置適用于一種滑動軸承，且尤其適用于在內(nèi)軸承環(huán)和外軸承環(huán)之間具有旋轉(zhuǎn)元件的滾動軸承。如此方式設(shè)置該軸承，從而使接地元件的軸承環(huán)在其支持上空轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)速度優(yōu)選為細(xì)微的，低至軸承的旋轉(zhuǎn)周期只占使用壽命的很少部分?？辙D(zhuǎn)速度介于每天O. I度至每分鐘O. I轉(zhuǎn)。根據(jù)軸承的類型、尺寸，以及安裝類型，可能允許更快地空轉(zhuǎn)。任何大于50rpm或者十分之一的輪軸速度的空轉(zhuǎn)不能想象。此外，這種解決辦法特別適用于更大的軸承，其軸徑超過250mm。為了空轉(zhuǎn)，接地元件的軸承環(huán)在接地元件上方或內(nèi)部滑動，而不是過盈配合，該軸承環(huán)的直徑可以是相應(yīng)的規(guī)格。因此，當(dāng)內(nèi)軸承環(huán)設(shè)置在接地元件上，其內(nèi)徑略為增大；當(dāng)外軸承環(huán)設(shè)置在接地元件上，其外徑略有減少?；蛘撸拥卦拇笮】稍O(shè)置為能與鄰近軸承環(huán)的內(nèi)部或上方相對寬松地配合。接地元件的軸承環(huán)不能采用足以引起接地元件或軸承環(huán)本身磨損的速度旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選為以小于磨損隨軸承使用期可測量的速度旋轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)可以是連續(xù)的。也可進(jìn)行間歇性運(yùn)動，適用于軸承承受一個(gè)軸承環(huán)的固定位置持續(xù)一個(gè)預(yù)定時(shí)期的情況下——例如，長達(dá)5年。反向和往復(fù)運(yùn)動也是可以想象的。 需要調(diào)節(jié)和/或控制空轉(zhuǎn)，從而允許軸承環(huán)的智能化相對定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種用于旋轉(zhuǎn)元件的軸承裝置，所述的軸承裝置包含一個(gè)軸承環(huán)，在使用時(shí)相對于地面固定，其中該裝置進(jìn)一步地能夠有選擇地釋放固定的軸承環(huán)，使之相對于地面做弧形運(yùn)動。該裝置優(yōu)選地包含一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)、一個(gè)與內(nèi)軸承環(huán)同軸的外軸承環(huán)，該軸承環(huán)的其中之一用于固定在接地元件上防止旋轉(zhuǎn)，所述的裝置進(jìn)一步地能夠有選擇地釋放固定的軸承環(huán)，以在接地元件上做弧形運(yùn)動。這種運(yùn)動通常是不沿著旋轉(zhuǎn)軸的。這種設(shè)置允許相對固定的軸承環(huán)停放在正常使用的接地元件上，根據(jù)需要做弧形移動，從而將不同的部分暴露于靜負(fù)載。如果這種負(fù)載可導(dǎo)致支持所述負(fù)載的軸承表面磨損，那么這種設(shè)置還允許固定的軸承環(huán)對應(yīng)負(fù)載在其他方向上做弧形移動。軸承裝置包含一種整合的鎖定裝置，可相對于正常固定的軸承環(huán)從其在接地元件上固定防止旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)到其自由地相對于接地元件做弧形運(yùn)動的狀態(tài)而軸向運(yùn)動。所述的鎖定裝置優(yōu)選地增加了軸承圓環(huán)的徑向尺寸，也就是從內(nèi)軸承環(huán)內(nèi)表面到外軸承環(huán)外表面的徑向尺寸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鎖定裝置包括一個(gè)楔子，特別是一種環(huán)形楔子，其楔角在5° -89°范圍內(nèi)。鎖定裝置或可提供一種軸向固定的負(fù)載，足以使正常固定的軸承環(huán)抵住在使用中的旋轉(zhuǎn)拉力。鎖定裝置優(yōu)選地位于軸承環(huán)的一側(cè)，在外軸承環(huán)的最大外半徑和內(nèi)軸承環(huán)的最小內(nèi)半徑限定的環(huán)狀封套內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鎖定裝置由推進(jìn)設(shè)備，如一種液壓制動器，推動其在一個(gè)方向上移動，對抗復(fù)位彈簧的作用。該復(fù)位彈簧可直接作用于正常固定的軸承環(huán)。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述的復(fù)位彈簧偏離相對于接地部分正常固定的軸承環(huán)。鎖定裝置也可能通過雙動式的推進(jìn)設(shè)備來運(yùn)動，其中鎖定裝置是在使用中或閑置的，而不是在復(fù)位力作用下于一個(gè)方向內(nèi)移動。雙動式的液壓制動器可用于將鎖定裝置從這種設(shè)置中移除。鎖定裝置優(yōu)選地包含連續(xù)的機(jī)械裝置，首先釋放正常固定的軸承環(huán)，以相對于接地元件作弧形運(yùn)動，其次使正常固定的軸承環(huán)相對于接地元件做弧形移動。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中這種相對運(yùn)動是單向的，可以推進(jìn)或拖拉。鎖定裝置優(yōu)選為雙向的，正常固定的軸承環(huán)的相對運(yùn)動在固定軸承環(huán)相對于接地元件靜止前停止。鎖定裝置優(yōu)選地包括一個(gè)可逆的活動推動構(gòu)件，具有一個(gè)第一動作幅度以釋放所述的正常固定軸承環(huán)，和一個(gè)第二動作幅度以移動所述的固定軸承環(huán)。所述的第一動作幅度優(yōu)選為線性推進(jìn)。所述的第二動作幅度也優(yōu)選為線性推進(jìn)，適用于根據(jù)需要反復(fù)、同時(shí)在第一動作幅度的范圍之內(nèi)或之外維持所述的推動構(gòu)件。該推動構(gòu)件可以是一個(gè)圓環(huán)，與軸承裝置的旋轉(zhuǎn)軸同軸。軸承裝置優(yōu)選為一種轉(zhuǎn)動的元件軸承，例如一種圓柱形的滾軸軸承或錐形的滾軸軸承。該推動構(gòu)件優(yōu)選地包含一個(gè)單傳動器，用于第一和第二階段。推動構(gòu)件可以包括一個(gè)步進(jìn)裝置，以使所述傳動器的重復(fù)振動漸增，并在第一動作幅度內(nèi)與所述推動部分的運(yùn)動成正比。所述正常固定的軸承環(huán)優(yōu)選地包括一個(gè)連接至接地元件的單向離合器，以保證單向的弧形移動來回應(yīng)第二動作幅度內(nèi)的所述推動構(gòu)件的移動。正常固定的軸承環(huán)優(yōu)選為內(nèi)軸承環(huán)，接地元件是一個(gè)安裝在內(nèi)軸承環(huán)里的輪軸。鎖定裝置在使用時(shí)優(yōu)選地直接插入到所述內(nèi)軸承環(huán)和輪軸之間。在一個(gè)實(shí)施例中，正常固定的軸承環(huán)包括一個(gè)與軸承軌道相對的截頭圓錐面，以及一個(gè)環(huán)狀楔形物，在所述截頭圓錐面與接地元件之間軸向插入該固定軸承環(huán)。因此，環(huán)狀 楔形物的軸向運(yùn)動可根據(jù)需要相對于接地元件來鎖定或解鎖該固定的軸承環(huán)。優(yōu)選地，固定軸承環(huán)的一個(gè)放射狀的定向支座來保持與之有關(guān)的該圓形楔形物，但清除所述楔形物從鎖定狀態(tài)向解鎖狀態(tài)的移動。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，楔形物的錐形角與固定軸承環(huán)的錐形角相同。環(huán)狀楔形物優(yōu)選地通過彈性方式，例如圓錐形彈簧或蝶形彈簧墊圈，偏入與正常固定軸承環(huán)的結(jié)合處。所述彈簧可封裝到正常固定軸承環(huán)的楔形物和支座之間的空隙中，從而將正常固定的軸承環(huán)偏置在停止?fàn)顟B(tài)。該環(huán)狀楔形物上可以設(shè)置環(huán)形裂口，以提高其夾緊負(fù)荷。該錐形表面上可以采用一種防卡的涂料作為一個(gè)耐磨涂層。這種裝置還包括一個(gè)所述楔形物的驅(qū)動器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動器包括一個(gè)根據(jù)需要向楔形物上施加軸向負(fù)載的液壓腔。該液壓腔可以圍繞軸承的旋轉(zhuǎn)軸，并且含有一個(gè)在使用中作用于所述彈簧的環(huán)狀活塞。該驅(qū)動器也可以是機(jī)械的凸輪形式。該驅(qū)動器優(yōu)選為一種與圓形楔形物同軸的環(huán)狀凸輪，具有一個(gè)或多個(gè)斜面，用以軸向推動楔形物圍繞所述軸的凸輪旋轉(zhuǎn)。所述環(huán)狀凸輪由成切線安裝的推進(jìn)器索引。推進(jìn)器可以是具有一個(gè)固定沖程的水力推進(jìn)器的形式，與所述環(huán)狀凸輪齒嚙合。優(yōu)選地，多個(gè)輪齒放射狀位于所述凸輪的外周上，所述推進(jìn)器相對于接地元件通過所述的齒嚙合銜接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述環(huán)狀凸輪包括一個(gè)可釋放的抗反轉(zhuǎn)彈簧鎖，借此連續(xù)推進(jìn)所述液壓制動器與連續(xù)的凸輪齒嚙合，從而將所述凸輪圍繞制動器所述驅(qū)動器的軸逐步旋轉(zhuǎn)。凸輪輪齒優(yōu)選為棘輪齒,每個(gè)輪齒具有一個(gè)放射狀伸出的表面，由所述制動器嚙
口 ο抗反轉(zhuǎn)彈簧鎖優(yōu)選為一種相對固定的制轉(zhuǎn)桿，根據(jù)需要與推進(jìn)面嚙合旋轉(zhuǎn)，但適用于所述輪齒上的棘輪。例如，一個(gè)第二液壓推進(jìn)器可用于推動所述制轉(zhuǎn)桿通過一個(gè)具有彈力的可壓縮紐帶嚙合。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述凸輪還包括一個(gè)與所述正常固定軸承環(huán)上的推進(jìn)部分通過單向離合器嚙合的支座。因此所述凸輪在所述液壓推進(jìn)器作用下的弧形移動在相對于所述楔形物的前進(jìn)方向推進(jìn)所述正常固定的軸承環(huán)。從而改變固定軸承環(huán)上載荷的位置。一旦推進(jìn)，固定的軸承環(huán)可在摩擦力的作用下位于新的位置，但最好提供一個(gè)第二單向離合器，在固定軸承環(huán)與楔形物之間運(yùn)作，以防止反向運(yùn)動。推進(jìn)部分的連續(xù)推進(jìn)將導(dǎo)致正常固定軸承環(huán)的連續(xù)運(yùn)動，以及適當(dāng)?shù)卦俣ㄎ弧?推進(jìn)部分優(yōu)選地以軸承旋轉(zhuǎn)軸的同心環(huán)的形式存在。單向離合器或離合器可通過旋轉(zhuǎn)斜撐、扭簧或任何其他方便的形式存在。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，凸輪可包括僅繞部分圓周的單向齒輪齒，繞所有輪齒的連續(xù)棘輪效應(yīng)，足以使所述楔形物和正常固定的軸承環(huán)脫離。由于抗反轉(zhuǎn)的制轉(zhuǎn)桿沒有相應(yīng)的推進(jìn)面，超過最終齒的棘輪效應(yīng)是不可能的，因此所述水力推進(jìn)器的連續(xù)振動用于凸輪的往返運(yùn)動，并提供所述的推進(jìn)作用。 驅(qū)動一個(gè)凸輪環(huán)有很多可能的選擇性的方式，以將正常固定的軸承環(huán)從停駐狀態(tài)移出移進(jìn)。例如一個(gè)液壓發(fā)動機(jī)，通常以具有多個(gè)噴射的水動力渦輪機(jī)的形式存在，可通過一個(gè)適合的減速齒輪轉(zhuǎn)動凸輪環(huán)。一種適合的齒輪形式是一種比例大于60 I的螺紋驅(qū)動，其反向運(yùn)動受抑制。正常固定的軸承環(huán)需要有規(guī)律的弧形運(yùn)動，一種時(shí)鐘型擒縱棘輪裝置可用于測量旋轉(zhuǎn)，例如通過一個(gè)固定的角度；擒縱棘輪裝置的每個(gè)振動從而精確地調(diào)節(jié)正常固定軸承環(huán)的相應(yīng)移動。擒縱棘輪裝置可以是任何適用的類型，并不局限于機(jī)械裝置。一種典型的機(jī)械棘輪裝置可包含一個(gè)制轉(zhuǎn)桿，其相對于固定的振動推進(jìn)器具有上述類型齒狀環(huán)的連續(xù)輪齒。


本發(fā)明的其他特征將通過結(jié)合附圖為例的方式描述若干優(yōu)選實(shí)施例如下來說明圖I是本發(fā)明的實(shí)施例I的軸向剖視圖。圖2是圖I中圓形部分的放大圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的軸向剖視圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的軸向剖視圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例4的軸承裝置透視圖。圖6是圖5中實(shí)施例的軸向截面視圖。圖7是圖6中分度裝置的放大圖。圖8是實(shí)施例4操作的圖解說明。圖9是實(shí)施例4組分的分解圖。圖10是用于本發(fā)明的控制系統(tǒng)設(shè)置的圖解。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖I和圖2，一個(gè)固定的圓形輪軸11具有一個(gè)滾動元件軸承12，支持一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13，可以以一個(gè)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)軸的為例。旋轉(zhuǎn)元件軸承包含一個(gè)按壓在旋轉(zhuǎn)元件13內(nèi)的外軸承環(huán)14，一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)15和一個(gè)介于兩環(huán)之間的圓形排布的滾軸16。
為了使軸承12更方便地向輪軸11上安裝和移除，內(nèi)軸承環(huán)具有一個(gè)截頭圓錐形放射狀的內(nèi)表面17，用于接收具有一個(gè)截頭圓錐形放射狀外表面19的相應(yīng)環(huán)狀裝配構(gòu)件18。這種設(shè)置允許滾動元件軸承置于輪軸上方，并通過沿箭頭“A”所示方向的按壓鎖定在裝配構(gòu)件18內(nèi)。通過錐形角的適當(dāng)選擇，裝配構(gòu)件將以常見的方式將軸承固定在輪軸相應(yīng)部分，并可從與箭頭“A”方向相反的位置移除釋放負(fù)載的應(yīng)用。裝配構(gòu)件可自我鎖定，或通過適當(dāng)?shù)姆绞焦潭?，例如一個(gè)定位環(huán)。因此，可以理解為在裝配構(gòu)件18的鎖定位置，內(nèi)軸承環(huán)15承載上表面隨著時(shí)間推移會受到潛在的破壞力，在裝配構(gòu)件未鎖定時(shí)，內(nèi)軸承環(huán)自由地弧形運(yùn)動，從而改變承受載荷的部分。內(nèi)軸承環(huán)與裝配構(gòu)件之間僅要求細(xì)微的相對運(yùn)動，以使內(nèi)軸承環(huán)自由運(yùn)動， 裝配構(gòu)件或內(nèi)軸承環(huán)有可能相對于輪軸軸向固定。如圖2中更為細(xì)節(jié)的描述所示，圓形外殼21相對于內(nèi)軸承環(huán)15固定。外殼可沿徑向設(shè)裂口，例如通過圓形側(cè)翼22和環(huán)向夾子(未顯示)安裝在內(nèi)軸承環(huán)適當(dāng)?shù)谋砻?。蝶形彈簧墊圈23在外殼21的放射性向內(nèi)的支座24間作用，從而將裝配構(gòu)件偏置在內(nèi)軸承環(huán)15相對于輪軸11固定或停置的位置。圓形內(nèi)殼25可按壓裝配到裝配構(gòu)件18上，具有放射狀向外延伸部分，與外殼21的相應(yīng)部分共同起作用，從而限定一個(gè)液壓活塞腔26。適當(dāng)?shù)沫h(huán)形滑動封條27，28封閉該活塞腔26。內(nèi)殼可以選擇以螺紋的方式擰入裝配構(gòu)件。在使用中，液壓油在壓力下進(jìn)入活塞腔26，導(dǎo)致內(nèi)殼25被推動到相對于外殼21的右側(cè)(如圖所示)，結(jié)果造成裝配構(gòu)件18移動開啟，從而使內(nèi)軸承環(huán)15做環(huán)繞運(yùn)動。為了促進(jìn)裝配構(gòu)件18的運(yùn)動，便于內(nèi)軸承環(huán)15的弧形移動，壓力下的液壓油也可進(jìn)入表面17和19之間的空間內(nèi)，形成一個(gè)液壓式軸承。適當(dāng)?shù)幕瑒臃鈼l可用于限定該液壓油，29即為其中之一。液壓油優(yōu)選為與用于潤滑滾動元件軸承的相同。本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖3所示，其中與第一實(shí)施例相同的部分用相同的參考編號表不。液壓油的供給部31具有一個(gè)穿過桿軸11的通道，以供給內(nèi)軸承環(huán)15和裝配構(gòu)件18之間的截頭圓錐形間隙32，以及活塞腔26。該間隙32開口于罩著蝶形彈簧23的腔室33，同時(shí)通過封條34封閉另一端。彈簧腔33具有一個(gè)排氣口 35。一個(gè)環(huán)狀活塞36被鍵入裝配構(gòu)件18，以防止相對旋轉(zhuǎn)，但可沿桿軸作軸向滑動。在未激發(fā)狀態(tài)下，活塞腔26是非承壓的，蝶形彈簧23推動裝配構(gòu)件向左進(jìn)入鎖定接合(如圖所示)。活塞36被彈簧23推向右側(cè)直到與外殼21的內(nèi)彎凸緣37相鄰。該凸緣37也防止內(nèi)軸承環(huán)15如圖所示那樣從裝配構(gòu)件向左滑落。圖3中的間隙稍微有些夸大，以顯示操作原理，但在使用中，內(nèi)軸承環(huán)15是?？康?，相對于軸桿11的弧形運(yùn)動，圖中還顯示了它的中心線20。在液壓油的供給部31加壓時(shí)，活塞36向鄰近凸緣37的左側(cè)運(yùn)動(如圖所示)，裝配構(gòu)件18可相對向右自由浮動，從而解鎖內(nèi)軸承環(huán)15。在圖3中，活塞腔由一個(gè)環(huán)狀外殼38所限定，它由鎖定環(huán)39固定，可于非承壓時(shí)，在裝配構(gòu)件的環(huán)狀延伸部分40處浮動。多個(gè)液壓密封件限定液壓用液體。排氣口 35使液壓從裝置中排出，并可選擇合 適的大小來維持腔26內(nèi)所需的足夠的壓力?；蛘咴O(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)南薅ㄆ饔谕ㄏ蛟撻g隙32的流體輸送管路中。第三實(shí)施例如圖4所示，由兩部分裝配構(gòu)件組成，包括一個(gè)固定在桿軸11上的套管41，在其一端具有一個(gè)環(huán)狀的截頭圓錐形斜面42，在另一端有一個(gè)軸向移動的環(huán)狀截頭圓錐形楔形物43。斜面42和楔形物43限定出一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)15A，在放射狀內(nèi)面上配有截頭圓錐面，能夠相對軸向地聚在一起，將內(nèi)軸承環(huán)15A鎖定在套管41上，從而防止內(nèi)軸承環(huán)相對于桿軸11旋轉(zhuǎn)。圖4所示的實(shí)施例中，一個(gè)弧形凸輪44位于套管41處，圓周狀運(yùn)動以裝載或卸除楔形物43，對此將會做進(jìn)一步解釋。凸輪44有一個(gè)支座45，由一個(gè)螺帽46之類的元件固定。碟形彈簧23的定位球47被鎖在套管41上，適當(dāng)?shù)臐L軸48位于相對移動的元件之間。三個(gè)或多個(gè)平均分布的凸輪可用于將軸向載荷散布在楔形物上。圖4所示的實(shí)施例的優(yōu)勢在于內(nèi)軸承環(huán)軸向定位于桿軸11上，不用從裝配構(gòu)件處進(jìn)行軸向裝載。圖4中，這種軸向載荷受斜面32的抵抗，因此不會傳輸?shù)綀D3所示的外軸承環(huán)14。此外，內(nèi)軸承環(huán)停駐時(shí)會維持在中央位置。圖5-8描述了第四實(shí)施例，具有一個(gè)釋放裝配構(gòu)件的機(jī)構(gòu)。和其他實(shí)施例使用相同參考編號的部分具有相同的功能。本實(shí)施例提供了一個(gè)自我控制的軸承裝置，適用于一個(gè)適當(dāng)?shù)妮嗇S，其中驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于一側(cè)，并位于由軸11和外軸承環(huán)14外徑限定的圓環(huán)內(nèi)部。裝配構(gòu)件18通過一個(gè)鍵51偶聯(lián)，相對于軸11旋轉(zhuǎn)。第一液壓制動器52連接至一個(gè)與凸輪環(huán)54外齒哨合的制轉(zhuǎn)桿53。第一制動器的一次撞擊在箭頭B所指方向通過一個(gè)輪齒牽引凸輪環(huán)。制動器負(fù)責(zé)從一個(gè)適當(dāng)?shù)囊簤涸春涂刂葡到y(tǒng)增壓。壓力的移除使制轉(zhuǎn)桿被輕彈簧收回。隨著彈簧片從縮回位置處推進(jìn)，使制轉(zhuǎn)桿偏入到與凸輪環(huán)嚙合。逆著中心轉(zhuǎn)動的抗反轉(zhuǎn)控制桿55，在一端具有一個(gè)輪齒56，與凸輪環(huán)54的輪齒嚙合。一個(gè)輕卷簧57以嚙合外部的輪齒56為中心旋轉(zhuǎn)，對面有一第二液壓制動器58，通過彈簧經(jīng)增壓提供載荷(見圖7)，從而將輪齒56與凸輪環(huán)嚙合。凸輪環(huán)54輪齒是棘輪齒，當(dāng)輪齒偏向內(nèi)時(shí)，由第二制動器58沿箭頭B的方向穿過輪齒56。在使用中，第一制動器52和第二制動器58的增壓使凸輪環(huán)沿箭頭B的方向推進(jìn)，并在凸輪環(huán)相鄰的輪齒上，由輪齒56保持在前進(jìn)狀態(tài)。在第一制動器52內(nèi)的壓力釋放下，凸輪環(huán)54維持在前進(jìn)狀態(tài)。第一制動器的進(jìn)一步增壓引起凸輪環(huán)的另一步前進(jìn)，以此類推。增壓可以通過方波電信號的形式。因此，一旦第二制動器58維持增壓，凸輪環(huán)54可被連續(xù)壓力脈沖向前推進(jìn)到第一制動器52。如圖7所示，蝶形彈簧23在裝配構(gòu)件18和墊環(huán)59之間作用，與內(nèi)軸承環(huán)15外殼21的凸緣37毗連。因此，如圖7所示，彈簧23將裝配構(gòu)件推入與內(nèi)軸承環(huán)嚙合，從而相對于桿軸11鎖定旋轉(zhuǎn)。凸輪環(huán)54包括一個(gè)或多個(gè)凸輪表面，用于如圖所示那樣將墊環(huán)59推向左側(cè)。推向左側(cè)后，墊環(huán)將從凸緣37拆卸，裝配構(gòu)件18可向右自由浮動，從而開啟內(nèi)軸承環(huán)15，并相對于輪軸做弧形運(yùn)動。因此，這可以理解為對第一制動器52的連續(xù)壓力脈沖可使凸輪環(huán)54通過角“C”旋轉(zhuǎn)(圖8)，足夠釋放裝配構(gòu)件和內(nèi)軸承環(huán)。圖7還示出了一個(gè)環(huán)狀行駛 擋塊61，用于阻止裝配構(gòu)件相對于內(nèi)軸承環(huán)過度移動。當(dāng)內(nèi)軸承環(huán)被釋放時(shí)，在裝配構(gòu)件和內(nèi)軸承環(huán)之間形成的來自液壓式軸承的油被該行駛檔塊阻擋。第四實(shí)施例也提供了一個(gè)在開啟時(shí)弧形移動內(nèi)軸承環(huán)的方式。凸輪環(huán)54上的輪齒數(shù)量是有限的，最后一個(gè)輪齒緊鄰相對長的斜面62，不向輪齒56提供凹槽。因此，當(dāng)?shù)谝恢苿悠鳛橥馆啳h(huán)54提供足夠撞擊將最后一個(gè)棘輪齒推向控制桿55時(shí)，進(jìn)一步的撞擊使凸輪環(huán)通過角“D”前后擺動(圖8)。然而，凸輪環(huán)的毗鄰環(huán)帶63具有一個(gè)放射狀支座64，與推進(jìn)環(huán)65的放射狀支座接觸，從而使凸輪環(huán)54的振動引起推進(jìn)環(huán)65的振動，消除輕復(fù)位彈簧66的作用。推進(jìn)環(huán)65通過一個(gè)常規(guī)的單向離合器或斜撐65a安裝到內(nèi)軸承環(huán)15的環(huán)帶，推進(jìn)環(huán)的振動導(dǎo)致內(nèi)軸承環(huán)的反復(fù)單向索引。內(nèi)軸承環(huán)以這種方式相對于輪軸改變位置，從而使不同的部分位于垂直載荷起作用的位置；連續(xù)推進(jìn)以“E”表示(圖8)。內(nèi)軸承環(huán)14通過一個(gè)第二單向離合器70安裝在輪軸上，從而不會轉(zhuǎn)回推進(jìn)前的位置。一個(gè)套環(huán)67和螺帽68將組件保持在裝配構(gòu)件18上。套環(huán)67如圖所示被鎖至裝配構(gòu)件上。圖9是圖5-8該裝置的組件分解圖。裝配構(gòu)件18包括位于截頭圓錐體表面上的矩形凹陷71，由液壓式軸承墊組成，用于協(xié)助分離裝配構(gòu)件與內(nèi)軸承環(huán)。這些軸承墊在壓力下提供液壓油，如第一實(shí)施例所述。為了檢測第一制動器的振動數(shù)，以及凸輪環(huán)54和內(nèi)軸承環(huán)15的位置，凸輪環(huán)一系列軸向延伸的突出部分72可通過簡單的接觸環(huán)繞一個(gè)“鐘狀物”73。例如這些突出部分可具有與棘輪齒一樣的齒距?！碍h(huán)”相對于凸輪環(huán)的位置不同，例如使用不同輪廓的突出部分。鐘狀物的“振動”可被適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞯葯z測，并向控制系統(tǒng)提供輸入數(shù)據(jù)，這將參考圖10進(jìn)行描述。動力傳動系統(tǒng)的齒輪箱80或風(fēng)輪機(jī)的齒輪箱包括一個(gè)圖1-9所述的轉(zhuǎn)子軸承81。齒輪箱內(nèi)的液壓油通過泵82和閥83流至該軸承裝配構(gòu)件的制動器。軸承81具有內(nèi)軸承環(huán)的一個(gè)轉(zhuǎn)動功能84和一個(gè)釋放/夾持功能85。釋放/夾持功能的液壓信號通過一個(gè)具有受限出口 87的儲壓器。在使用中，閥83重復(fù)開放發(fā)揮功能84和85。裝配構(gòu)件被釋放，內(nèi)軸承環(huán)以圖5_7所述的方式轉(zhuǎn)動。儲壓器86確保壓力維持在第二制動器內(nèi)，從而避免凸輪環(huán)54回轉(zhuǎn)。當(dāng)閥83最終關(guān)閉時(shí)，例如當(dāng)內(nèi)軸承環(huán)位于一個(gè)新的位置，通過出口 87排出液壓，從而使凸輪環(huán)回到初始狀態(tài)，借以重新使用裝配構(gòu)件。可以理解為當(dāng)因泄露等因素泵82出現(xiàn)故障或液壓損失，裝配構(gòu)件將在蝶形彈簧的作用下機(jī)械地重新使用。一個(gè)沖擊信號發(fā)生器88，例如一個(gè)鐘狀物，發(fā)出凸輪環(huán)特定角旋轉(zhuǎn)的典型特征信號，這些信號由適當(dāng)?shù)膫鞲衅?9檢測。
軸承控制單元90包括驅(qū)動策略91、軸承狀態(tài)計(jì)算92和軸承位置計(jì)算93模塊。風(fēng)輪機(jī)控制單元95可包括一個(gè)替代模塊92的軸承狀態(tài)計(jì)算92模塊。在使用中，風(fēng)輪機(jī)控制單元95接受典型輸入，例如速度、扭矩、溫度、緊急制動器的狀態(tài)、額定功率降低百分率等，從而預(yù)測輪軸軸承的狀態(tài)。因此，算法可表示相對固定軸承環(huán)旋轉(zhuǎn)的階段，所述算法是基于若干軸承裝置的累積認(rèn)識。在確定固定軸承環(huán)的運(yùn)動的基礎(chǔ)上，控制元件95將向軸承控制單元90輸出信號101，例如通過預(yù)定的弧形量，比如20°移動固定軸承的指令。軸承控制單元將發(fā)出連續(xù)的信號102來打開閥門83，以釋放固定的軸承環(huán)，并使 其按所需角度旋轉(zhuǎn)。振動傳感器信號103提供反饋。推進(jìn)策略模塊91以所需方式控制閥門83，軸承狀態(tài)計(jì)算模塊92(或96)計(jì)算并記錄固定軸承環(huán)的狀態(tài)。確定固定軸承環(huán)位置的典型策略可使用查表法結(jié)合實(shí)時(shí)操作信息，每5000小時(shí)旋轉(zhuǎn)軸承環(huán)20°。一個(gè)質(zhì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)序列將避免將軸承環(huán)?？吭谕晃恢玫娘L(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而避免局部磨損。一個(gè)策略可優(yōu)化固定時(shí)期的軸承位置，例如20年，從而將可能的磨損分散在固定軸承環(huán)的周緣上?！獋€(gè)策略還可以采用定位一個(gè)磨損的軸承環(huán)部分，以進(jìn)一步避免?？吭谠摬糠值母浇＿@種策略對非標(biāo)準(zhǔn)磨損非常有用，例如一個(gè)制造缺陷。在所描述的實(shí)施例中，輪軸和內(nèi)軸承環(huán)在正常操作中是靜止不動的。但可以理解為外軸承環(huán)和外殼也是固定的，內(nèi)軸承環(huán)與一個(gè)轉(zhuǎn)子連接頭一起轉(zhuǎn)動。這種情況需要外軸承環(huán)的空轉(zhuǎn)，從而避免承載垂直載荷的部分發(fā)生磨損。本發(fā)明需要特定的元件連接在一起，這可以由不同的材料制成，例如內(nèi)軸承環(huán)15和外殼21?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)倪B接方法，例如加熱或摩擦焊接、螺紋嚙合或犬牙嚙合。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)元件的軸承裝置，包含一個(gè)在使用中適合相對固定在地上的軸承環(huán)，其特征在于，該裝置適用于有選擇地釋放所述的軸承環(huán)以相對于地面作弧形運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸承裝置，其特征在于，該裝置包含一個(gè)內(nèi)軸承環(huán)和一個(gè)與內(nèi)軸承環(huán)同軸的外軸承環(huán)，該軸承環(huán)的其中之一用于固定在接地元件上防止旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一個(gè)鎖定裝置，用于按需要嚙合所述軸承環(huán)的其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置用于嚙合內(nèi)軸承環(huán)和外軸承環(huán)其中之一的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置用于嚙合內(nèi)軸承環(huán)和外軸承環(huán)其中之一的環(huán)向表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述鎖定裝置是一個(gè)能軸向移動的楔形物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一個(gè)所述鎖定裝置的推進(jìn)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述的推進(jìn)器包含一個(gè)凸輪環(huán)，圍繞所述軸承裝置的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述裝置，其特征在于，該裝置還包括根據(jù)需要弧形推進(jìn)所述軸承環(huán)的其中之一的設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的設(shè)備包含所述推進(jìn)器。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置被由所述外軸承環(huán)的外徑和內(nèi)軸承環(huán)的內(nèi)徑界定的環(huán)狀封套限制。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)元件(13)的一種軸承裝置(12)具有一個(gè)軸承環(huán)(15)，用于相對固定于地面(11)，并有選擇地相對于地面作弧形運(yùn)動。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，相對固定/可動的軸承環(huán)設(shè)有一個(gè)有選擇性的鎖定裝置(18)。
文檔編號F16C35/07GK102630280SQ201080051594
公開日2012年8月8日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者喬納森·查爾斯·威爾斯 申請人:里卡多英國有限公司