本技术涉及风电,尤其是涉及一种主轴承通风冷却结构。
背景技术:
1、目前在风力发电领域的永磁直驱风力发电机中,针对主轴承的冷却方式一般有水冷和风冷两种。水冷冷却效率高,但是存在泄漏、堵塞的风险。泄漏一旦发生会造成发电机部件腐蚀甚至绕组绝缘失效,堵塞则会造成轴承冷却系统的冷却功率显著下降或者完全失效。风冷易于实现,维护成本低,可靠性高,通常采用由风扇驱动的强制对流方式来提升空冷效率。
2、随着风电行业装机容量的增大,对主轴承的散热要求也越来越高,风冷的冷却功率已接近其上限,在外界高温的情况下甚至可能出现冷却功率不足的情况,主轴承具有热耗大,散热表面积小,局部热源大的特点。若不能有效的解决主轴承的温升问题,将影响机组的稳定运行。
3、因此,如何有效的提高主轴承的散热效果,确保风冷的冷却功率满足主轴承的散热要求,保证机组的稳定运行是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了有效的提高主轴承的散热效果,确保风冷的冷却功率满足主轴承的散热要求,保证机组的稳定运行,本技术提供一种主轴承通风冷却结构。
2、本技术提供的一种主轴承通风冷却结构采用如下的技术方案:
3、一种主轴承通风冷却结构,包括轴承内圈,所述轴承内圈的内壁面上设有若干相互平行且间隔分布的翅片组,所述翅片组上连接有风道封板,所述轴承内圈与所述风道封板以及两相邻的所述翅片组之间形成独立的风道,所述轴承内圈与所述风道封板之间设有与所述风道连通的混合区,所述轴承内圈的一端位于所述翅片组上设置有进风口,所述轴承内圈远离所述出风口的一端位于所述翅片组上设置有出风口。
4、通过采用上述技术方案,在所述轴承内圈的内壁面上设置若干相互平行且间隔分布的翅片组,外部的冷却风源通过进风口可以将用于散热的空气吹送至所述风道内部,所述风道内部的空气经过混合区之后可以从出风口中排出,这样可以持续的对所述轴承内圈进行冷却散热,有效的提高主轴承的散热效果,确保风冷的冷却功率满足主轴承的散热要求,从而保证机组的稳定运行。
5、优选的,所述翅片组包括两片呈圆弧形设计的翅片,两片所述翅片对称设置在所述轴承内圈的内壁面上位于同一平面的位置,所述翅片对应的圆心角为β,满足β<180°。
6、通过采用上述技术方案,将翅片组设计成两片呈圆弧形的翅片可以保证每一片所述翅片的长度一致,且所述翅片对应的圆心角为β<180°可以保证每一层所述翅片组都不会完全包裹所述轴承内圈的内壁面,因此有利于混合区和进风口以及出风口的设置,这样既有利于简单巧妙的实现由混合区和进风口以及出风口组成的风路结构,又有利于保证所述翅片在工作过程中散热的均匀性。
7、优选的,所述翅片组位于所述轴承内圈两端部的两片所述翅片靠近所述混合区的端部密封连接,所述翅片组位于所述轴承内圈中心的两片所述翅片靠近所述出风口与所述进风口的端部密封连接,位于所述轴承内圈两端部与位于所述轴承内圈中心之间的所述翅片组中的两片所述翅片的两端部均设有间隙d。
8、通过采用上述技术方案,将所述翅片组位于所述轴承内圈两端部的两片所述翅片靠近所述混合区的端部密封连接,有利于保证所述混合区的密封性,而在所述轴承内圈两端部与所述轴承内圈中心之间的所述翅片组中设置间隙d可以在不破坏所述翅片现有结构的基础上形成混合区和进风口以及出风口。
9、优选的,所述混合区内部的所述间隙d由所述轴承内圈两端部向所述轴承内圈中心依次递增。
10、通过采用上述技术方案,将所述混合区内部的所述间隙d由所述轴承内圈两端部向所述轴承内圈中心依次递增的设计,可以更加匀称的形成所述混合区和进风口以及出风口,这样有利于保证空气在散热过程中流动的均匀性,进一步保证了所述翅片在工作过程中散热的均匀性。
11、优选的,所述混合区内部设有分隔板,所述分隔板靠近所述轴承内圈的一端与所述轴承内圈密封连接,所述分隔板靠近所述风道封板的一端与所述风道封板密封连接,所述分隔板的两端部与位于所述轴承内圈两端部的两片所述翅片密封连接的连接处密封连接。
12、通过采用上述技术方案,利用分隔板不仅能将所述混合区分隔成两个独立的区域,使空气在此处完成一个流程向另一个流程的转变,还能将所述轴承内圈上位于所述混合区内部的热量通过分隔板散发,避免所述混合区的局部温度过高,进一步提高了主轴承的散热效果。
13、优选的,所述翅片具有外圆弧面和内圆弧面,所述外圆弧面与所述轴承内圈的内壁面通过螺纹密封连接,所述内圆弧面与所述风道封板的外壁面通过螺纹密封连接。
14、通过采用上述技术方案,将所述翅片密封连接在所述轴承内圈的内壁面和所述风道封板的外壁面之间可以确保所述风道的独立性以及散热的可靠性,有利于保证主轴承的散热效果。
15、优选的,所述翅片的外圆弧面与所述轴承内圈的内壁面之间设有导热件。
16、通过采用上述技术方案,在所述翅片的外圆弧面与所述轴承内圈的内壁面之间设置导热件可以提高所述轴承内圈与所述翅片在工作过程中的导热能力,从而进一步保证主轴承的散热效果。
17、可选的,所述导热件为导热衬垫。
18、通过采用上述技术方案,将导热件配置为导热衬垫可保证所述翅片在安装过程中的结构稳定性,有利于方便快捷的对翅片进行安装。
19、可选的,所述导热件为导热硅胶。
20、通过采用上述技术方案,将导热件配置为导热硅胶既可以提高所述轴承内圈与所述翅片在工作过程中的导热能力,还有利于增加所述外圆弧面与所述轴承内圈的内壁面之间的密封性能。
21、可选的,所述风道中设置有若干个小翅片,所述小翅片固定安装在所述轴承内圈的内壁面上。
22、通过采用上述技术方案,将所述小翅片固定安装在所述轴承内圈的内壁面上位于局部温度过高的位置,这样通过所述小翅片可以增加局部温度过高处的散热面积,有利于保证主轴承的散热效果以及所述翅片在工作过程中散热的均匀性。
23、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
24、1.本技术在所述轴承内圈的内壁面上设置若干相互平行且间隔分布的翅片组,外部的冷却风源通过进风口可以将用于散热的空气吹送至所述风道内部,所述风道内部的空气经过混合区之后可以从出风口中排出,这样可以持续的对所述轴承内圈进行冷却散热,有效的提高主轴承的散热效果,确保风冷的冷却功率满足主轴承的散热要求,从而保证机组的稳定运行;
25、2.本技术将翅片组设计成两片呈圆弧形的翅片可以保证每一片所述翅片的长度一致,且所述翅片对应的圆心角为β<180°可以保证每一层所述翅片组都不会完全包裹所述轴承内圈的内壁面,因此有利于混合区和进风口以及出风口的设置,这样既有利于简单巧妙的实现由混合区和进风口以及出风口组成的风路结构,又有利于保证所述翅片在工作过程中散热的均匀性;
26、3.本技术在所述轴承内圈局部温度过高的位置的内壁面上固定安装所述小翅片,通过所述小翅片可以增加局部温度过高处的散热面积,有利于保证主轴承的散热效果以及所述翅片在工作过程中散热的均匀性。
1.一种主轴承通风冷却结构,其特征在于:包括轴承内圈(100),所述轴承内圈(100)的内壁面上设有若干相互平行且间隔分布的翅片组(200),所述翅片组(200)上连接有风道封板(300),所述轴承内圈(100)与所述风道封板(300)以及两相邻的所述翅片组(200)之间形成独立的风道(400),所述轴承内圈(100)与所述风道封板(300)之间设有与所述风道(400)连通的混合区(401),所述轴承内圈(100)的一端位于所述翅片组(200)上设置有进风口(402),所述轴承内圈(100)远离所述进风口(402)的一端位于所述翅片组(200)上设置有出风口(403)。
2.根据权利要求1所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述翅片组(200)包括两片呈圆弧形设计的翅片(201),两片所述翅片(201)对称设置在所述轴承内圈(100)的内壁面上位于同一平面的位置,所述翅片(201)对应的圆心角为β,满足β<180°。
3.根据权利要求2所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述翅片组(200)位于所述轴承内圈(100)两端部的两片所述翅片(201)靠近所述混合区(401)的端部密封连接,所述翅片组(200)位于所述轴承内圈(100)中心的两片所述翅片(201)靠近所述出风口(403)与所述进风口(402)的端部密封连接,位于所述轴承内圈(100)两端部与位于所述轴承内圈(100)中心之间的所述翅片组(200)中的两片所述翅片(201)的两端部均设有间隙d。
4.根据权利要求3所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述混合区(401)内部的所述间隙d由所述轴承内圈(100)两端部向所述轴承内圈(100)中心依次递增。
5.根据权利要求3所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述混合区(401)内部设有分隔板(404),所述分隔板(404)靠近所述轴承内圈(100)的一端与所述轴承内圈(100)密封连接,所述分隔板(404)靠近所述风道封板(300)的一端与所述风道封板(300)密封连接,所述分隔板(404)的两端部与位于所述轴承内圈(100)两端部的两片所述翅片(201)密封连接的连接处密封连接。
6.根据权利要求2所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述翅片(201)具有外圆弧面(2011)和内圆弧面(2012),所述外圆弧面(2011)与所述轴承内圈(100)的内壁面通过螺纹密封连接,所述内圆弧面(2012)与所述风道封板(300)的外壁面通过螺纹密封连接。
7.根据权利要求6所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述翅片(201)的外圆弧面(2011)与所述轴承内圈(100)的内壁面之间设有导热件。
8.根据权利要求7所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述导热件为导热衬垫。
9.根据权利要求7所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述导热件为导热硅胶。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的主轴承通风冷却结构,其特征在于:所述风道(400)中设置有若干个小翅片(500),所述小翅片(500)固定安装在所述轴承内圈(100)的内壁面上。
