(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111795292 A(43)申请公布日 2020.10.20
(21)申请号 202010696041.4(22)申请日 2020.07.20
(71)申请人 沈阳安能新能源科技有限公司
地址 110000 辽宁省沈阳市于洪区阳光路
16号(72)发明人 董振男 徐健 薛京元 苗雷 (74)专利代理机构 沈阳铭扬联创知识产权代理
事务所(普通合伙) 21241
代理人 吕敏(51)Int.Cl.
F16N 11/00(2006.01)F16N 13/10(2006.01)F16N 31/00(2006.01)F16N 29/04(2006.01)F16N 29/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图4页
F16N 39/06(2006.01)F03D 80/70(2016.01)F03D 17/00(2016.01)
CN 111795292 A(54)发明名称
风力发电机组重载轴承智能润滑系统(57)摘要
一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统，属于风机技术领域。安装于机舱底座上，包括触发装置、连接主轴承的吸油注油管路，所述触发装置包括动作连杆及触发块，所述触发块设置于主轴外周，动作连杆一端为自由端，用于与触发块接触触发，另一端连接注油器，所述吸油注油管路包括依次连接的吸油泵、吸油过滤器、储脂罐、注油器及注油过滤器，所述吸油泵连接主轴
注油过滤器的出油管连接主上的主轴承出油口，
轴承的注油口，形成润滑油循环；通过主轴旋转，动作连杆与触发块接触，带动动作连杆往复运动，吸油泵吸入主轴承流出的润滑油，经吸油过滤器过滤后存储在储脂罐中，再通过注油器及注油过滤器过滤后回流至主轴承注油口，补充润滑。本发明可以实现轴承循环流动润滑，提高主轴承的使用寿命。
CN 111795292 A
权 利 要 求 书
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1.一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：安装于机舱底座上，包括触发装置、连接主轴承的吸油注油管路，所述触发装置包括动作连杆及触发块，所述触发块设置于主轴外周，动作连杆一端为自由端，用于与触发块接触触发，另一端连接注油器，所述吸油注油管路包括依次连接的吸油泵、吸油过滤器、储脂罐、注油器及注油过滤器，所述吸油泵连接主轴上的主轴承出油口，注油过滤器的出油管连接主轴承的注油口，形成润滑油循环；通过主轴旋转，动作连杆与触发块接触，带动动作连杆往复运动，吸油泵吸入主轴承流出的润滑油，经吸油过滤器过滤后存储在储脂罐中，再通过注油器及注油过滤器过滤后回流至主轴承注油口，补充润滑。
2.根据权利要求1所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：所述触发装置还包括柜体、导向座及复位装置，所述导向座安装在柜体内，动作连杆穿过导向座，一端伸出导向座及柜体与主轴上设置的触发块接触，另一端通过复位装置连接注油器。
3.根据权利要求2所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：所述触发块是在套装主轴外圆上均匀间隔设置三个弧形凸起，每个弧形凸起与动作连杆触发的中部两侧均带有凹槽。
4.根据权利要求2所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：所述触发块的最大厚度大于等于动作连杆的最大行程。
5.根据权利要求1所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：所述复位装置包括复位弹簧和弹簧挡块，在动作连杆上设置弹簧挡块，在弹簧挡块和注油器间的动作连杆上套置复位弹簧。
6.根据权利要求1所述风力发电机组重载轴承智能润滑监控系统，其特征在于：所述导向座上带有动作连杆穿过的导向套。
7.根据权利要求1所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：还设置有监控装置，包括控制板及与控制板信号连接的吸油过滤堵塞传感器、注油过滤堵塞传感器、吸油泵、储脂罐的高、低限位传感器、吸油过滤堵塞传感器指示灯、注油过滤堵塞传感器指示灯，所述吸油过滤堵塞传感器连接吸油过滤器，所述注油过滤堵塞传感器连接注油过滤器，分别检测吸油过滤器或注油过滤器的堵塞状态，吸油过滤堵塞指示灯、注油过滤堵塞指示灯、储脂罐的高、低限位传感器及吸油泵均连接控制板，通过指示灯报警。
8.根据权利要求1所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：所述控制板的控制方法，包括如下步骤：
S1：通过储脂罐内的高、低限位传感器判断储脂罐内储油量，如果储脂罐内的油量处于低限位，则判断吸油过滤器是否堵塞？
S2：如果吸油过滤器不堵塞，再启动吸油泵；如果吸油过滤器堵塞，则通过其指示灯报警；
S3：当储脂罐内的储油量达到高限位，高限位传感器输出信号至控制板，则停止吸油泵运行；如果储脂罐内的高限位传感器未输出报警信号，则继续判断吸油过滤器是否堵塞的步骤。
9.根据权利要求7所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：还设置有流量监测装置，包括注油量传感器及感应片，所述注油量传感器设置于柜体上对应弹簧挡块处，感应片设置于动作连杆上，动作连杆带动感应片运动时，触发注油量传感器感应计数，
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权 利 要 求 书
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注油量传感器的信号端连接控制板，通过控制板得出并显示注油量。
10.根据权利要求7所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：还设置有主轴位移检测装置，包括传动链前位移传感器、传动链后位移传感器及相应的指示灯，所述传动链前位移传感器及传动链后位移传感器分别设置在与主轴连接的齿轮箱的弹性支撑座上，分别对应齿轮箱两端的位置，检测齿轮箱的前后位移，传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯信号端均连接控制板，发生位移时，通过控制板控制传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯显示。
11.根据权利要求7所述风力发电机组重载轴承智能润滑系统，其特征在于：在主轴承上还设置有主轴承温度传感器，其信号端连接控制板，控制板信号输出端连接主轴承运行故障指示灯，主轴承温度传感器的信号端连接控制板，检测主轴承温度，超过设定温度时，通过与控制板连接的主轴承运行故障指示灯显示。
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说 明 书
风力发电机组重载轴承智能润滑系统
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技术领域
[0001]本发明属于风机技术领域，特别是涉及一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统。
背景技术
[0002]据相关企业统计，国内某某新能源公司1.5MW双馈型风力发电机组在并网运行2-3年内出现主轴承磨损、传动链后移等现象，该现象未引起业主的足够重视后续，继续运行几年便出现主轴承滚子脱落，轴承外圈断裂等重大设备故障，导致风力发电机组停机。[0003]若修复此类故障，需雇佣吊车在空中更换传动链总成，现场施工受天气、环境、人员素质等多方面影响，很难保证装配质量。若新换传动链总成与增速箱安装达不到设计要求，主轴与增速箱安装面掺杂杂质、主轴轴线与锁紧盘轴线不对中、强行大扭矩安装锁紧盘等装配工艺不加以控制，则此台风机继续服役过程中，极易再次出现主轴承损坏的故障，并可导致增速箱内部断齿故障、增速箱弹性支承橡胶体碎裂等次生故障的发生，此台风机在20年服役期内会发生巨量的维保费用且停机时间长，减少该风电场的发电量，损失业主的利益。
[0004]国内某风机出现齿轮箱后移现象，主要原因是主轴承内部的润滑脂集中在轴承下部并发黑板结，上部润滑脂量明显不足，存在金属颗粒。表明该轴承在运行过程中未得到良好的润滑，发黑板结的润滑脂不能在轴承运行时对滚子滚道提供润滑保护膜，滚子与滚道在断膜位置钢对钢接触，在运动时产生大量的摩擦热量，使得接触表面材质出现淬火现象并伴随微观凸起，继续运行后，凸起不断增大，形成硬质颗粒，掉落在轴承内，此为轴承早期磨损的形态分析。若此状态未对油脂进行清理更换，则金属硬质颗粒混杂在运行的轴承中，滚子将硬质颗粒压入滚道，造成滚道表面凸起，进而形成更多的金属颗粒脱落，轴承长期运行，最终形成滚子滚道接触表面磨损。发明内容
[0005]针对上述存在的技术问题，提供一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统，它可以实现轴承内的润滑油循环流动润滑，提高主轴承的使用寿命。[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]本发明一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统，安装于机舱底座上，包括触发装置、连接主轴承的吸油注油管路，所述触发装置包括动作连杆及触发块，所述触发块设置于主轴外周，动作连杆一端为自由端，用于与触发块接触触发，另一端连接注油器，所述吸油注油管路包括依次连接的吸油泵、吸油过滤器、储脂罐、注油器及注油过滤器，所述吸油泵连接主轴上的主轴承出油口，注油过滤器的出油管连接主轴承的注油口，形成润滑油循环；通过主轴旋转，动作连杆与触发块接触，带动动作连杆往复运动，吸油泵吸入主轴承流出的润滑油，经吸油过滤器过滤后存储在储脂罐中，再通过注油器及注油过滤器过滤后回流至主轴承注油口，补充润滑。
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CN 111795292 A[0008]
说 明 书
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优选地，所述触发装置还包括柜体、导向座及复位装置，所述导向座安装在柜体
内，动作连杆穿过导向座，一端伸出导向座及柜体与主轴上设置的触发块接触，另一端通过复位装置连接注油器。[0009]优选地，所述触发块是在套装主轴外圆上均匀间隔设置三个弧形凸起，每个弧形凸起与动作连杆触发的中部两侧均带有凹槽。[0010]优选地，所述触发块的最大厚度大于等于动作连杆的最大行程。[0011]优选地，所述复位装置包括复位弹簧和弹簧挡块，在动作连杆上设置弹簧挡块，在弹簧挡块和注油器间的动作连杆上套置复位弹簧。[0012]优选地，所述导向座上带有动作连杆穿过的导向套。[0013]优选地，还设置有监控装置，包括控制板及与控制板信号连接的吸油过滤堵塞传感器、注油过滤堵塞传感器、吸油泵、储脂罐的高、低限位传感器、吸油过滤堵塞传感器指示灯、注油过滤堵塞传感器指示灯，所述吸油过滤堵塞传感器连接吸油过滤器，所述注油过滤堵塞传感器连接注油过滤器，分别检测吸油过滤器或注油过滤器的堵塞状态，吸油过滤堵塞指示灯、注油过滤堵塞指示灯、储脂罐的高、低限位传感器及吸油泵均连接控制板，通过指示灯报警。[0014]优选地，所述控制板的控制方法，包括如下步骤：[0015]S1：通过储脂罐内的高、低限位传感器判断储脂罐内储油量，如果储脂罐内的油量处于低限位，则判断吸油过滤器是否堵塞？[0016]S2：如果吸油过滤器不堵塞，再启动吸油泵；如果吸油过滤器堵塞，则通过其指示灯报警；[0017]S3：当储脂罐内的储油量达到高限位，高限位传感器输出信号至控制板，则停止吸油泵运行；如果储脂罐内的高限位传感器未输出报警信号，则继续判断吸油过滤器是否堵塞的步骤。
[0018]优选地，还设置有流量监测装置，包括注油量传感器及感应片，所述注油量传感器设置于柜体上对应弹簧挡块处，感应片设置于动作连杆上，动作连杆带动感应片运动时，触发注油量传感器感应计数，注油量传感器的信号端连接控制板，通过控制板得出并显示注油量。
[0019]优选地，还设置有主轴位移检测装置，包括传动链前位移传感器、传动链后位移传感器及相应的指示灯，所述传动链前位移传感器及传动链后位移传感器分别设置在与主轴连接的齿轮箱的弹性支撑座上，分别对应齿轮箱两端的位置，检测齿轮箱的前后位移，传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯信号端均连接控制板，发生位移时，通过控制板控制传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯显示。[0020]优选地，在主轴承上还设置有主轴承温度传感器，其信号端连接控制板，控制板信号输出端连接主轴承运行故障指示灯，主轴承温度传感器的信号端连接控制板，检测主轴承温度，超过设定温度时，通过与控制板连接的主轴承运行故障指示灯显示。[0021]本发明的有益效果为：
[0022]1.本发明随风力发电机组运行而启动，主轴承内部的润滑脂通过本发明从重载轴承低部将油脂吸出，循环过滤后再由重载轴承上部注入重载轴承内，参与轴承润滑，使得润滑脂由静态附着滚子滚道润滑，改变为循环流动润滑，极大的改善滚子滚道的润滑环境，提
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说 明 书
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高主轴承的使用寿命；润滑脂自动循环使用，不仅提供了主轴承充足的润滑量，减少润滑脂板结失效的发生，提高润滑脂的使用时间，增加更换油脂的周期；而且避免润滑脂从密封圈处溢出污染舱内部环境，减少运维工作强度。[0023]2.本发明通过设置复位装置，使动作连杆运行后迅速复位，保证其往复动作，保证润滑脂循环流动润滑；同时可以减缓润滑脂板结失效的发生，提高润滑脂的使用寿命，延长更换油脂的周期，减少润滑脂更换成本，减轻运维工作强度。
[0024]3.本发明在储脂罐进油管路和注油器的注油管路上分别设置吸油过滤器和注油过滤器，以过滤油脂中的杂质，保证注入主轴承的润滑脂干净，减少主轴承的磨损。[0025]4.本发明设置监控装置，在吸油和注油过滤器上均设置过滤堵塞传感器，并设置与控制板连接的相应的报警指示灯，当杂质过多发生堵塞故障时，会进行报警，提醒用户清理更换润滑脂，以对杂质成分进行检测，分析主轴承运行状态。控制板可以远程连接风机控制系统，具有远程状态显示和报警功能。
[0026]5.本发明监控装置还可以设置流量监测装置，可监视润滑油循环流量；通过在主轴承设置温度传感器，检测主轴承温度；通过在齿轮箱两端的弹性支撑座位置设置位移传感器，检测主轴位移，同时具有报警功能；使运维人员知晓主轴承内部运行状态。[0027]6.通过本发明的使用，对于磨损严重的风机，可重点关注，或限功率运行，或加大更换润滑脂频率，或提前规划维修时间，使业主可处于主动地位，以根据自身状况，安排风机维护计划，减少被动停机产生的多种不可控的影响。附图说明
[0028]图1为本发明的安装结构示意图。[0029]图2为图1的俯视示意图。[0030]图3为本发明的结构示意图。[0031]图4为图3的左视图。
[0032]图5为本发明的触发块的结构示意图。
[0033]图6为图2中控制板的油脂循环控制流程图。[0034]图中：1.柜体，2.动作连杆，21.感应片，3.导向座，4.复位装置，41.复位弹簧，42.弹簧挡块，5.注油器，6.感应片，7.机舱底座，8.主轴，9.触发块，91.凹槽，92.安装套，10.主轴承，11.压力表，12.控制板，13.空气开关，14.润滑油流量传感器，15.齿轮箱，16.弹性支撑座，17.传动链前位移传感器，18.传动链后位移传感器，19.限压阀，20.注油过滤器，21.注油堵塞传感器。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。[0036]实施例：如图1、图2所示，一种风力发电机组重载轴承智能润滑系统，安装于机舱底座7上，包括触发装置、连接主轴承10的油脂循环装置，所述触发装置包括动作连杆2及触发块9，所述触发块9设置于主轴8外周，动作连杆2一端为自由端，用于与触发块9接触触发，另一端连接注油器5，所述油脂循环装置包括依次连接的吸油泵、吸油过滤器、储脂罐、注油器5及注油过滤器20，所述吸油泵连接主轴8上的主轴承10出油口，注油过滤器20的出油管
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连接主轴承10的注油口，形成润滑油循环；通过主轴8旋转，动作连杆2与触发块9接触，带动动作连杆2往复运动，吸油泵吸入主轴承10流出的润滑油，经吸油过滤器过滤后存储在储脂罐中，再通过注油器5及注油过滤器20过滤后回流至主轴承10注油口，补充润滑。[0037]所述吸油过滤器上设置有吸油堵塞传感器，注油过滤器20上连接有注油堵塞传感器21，注油器5上连接有注油量传感器，储脂罐中设置有油脂低限位传感器和油脂高限位传感器；各个传感器信号端分别连接控制板。[0038]如图3、图4所示，所述触发装置还包括柜体1、导向座3及复位装置，所述导向座3安装在柜体1内，动作连杆2穿过导向座3，一端伸出导向座3及柜体1与主轴8上设置的触发块9接触，另一端通过复位装置连接注油器。[0039]如图5所示，本例所述触发块9是沿主轴8外周上均匀间隔设置三个弧形凸起；也可以是在套装主轴8上的安装套92的外圆周上均匀间隔设置三个弧形凸起；所述每个弧形凸起与动作连杆2触发的中部两侧均带有凹槽91，用于安装固定。所述触发块91的最大厚度大于等于动作连杆2的最大行程。
[0040]所述复位装置4包括复位弹簧41和弹簧挡块42，在动作连杆2上设置弹簧挡块42，在弹簧挡块42和注油器间的动作连杆2上套置复位弹簧41。动作连杆2在触发块9作用下，向注油器5端运动，触发块9随主轴8转动经过动作连杆2后，在复位弹簧41作用下复位，向主轴8端运动，如此实现往复运动。
[0041]所述导向座3上带有动作连杆2穿过的导向套。[0042]如图6所示，本发明还设置有监控装置，包括控制板12及与控制板12信号连接的吸油过滤堵塞传感器、注油过滤堵塞传感器、吸油泵19、储脂罐21的高、低限位传感器、吸油过滤堵塞传感器指示灯、注油过滤堵塞传感器指示灯，所述吸油过滤堵塞传感器连接吸油过滤器，所述注油过滤堵塞传感器21连接注油过滤器20，分别检测吸油过滤器或注油过滤器20的堵塞状态，吸油过滤堵塞指示灯、注油过滤堵塞指示灯、储脂罐的高、低限位传感器及吸油泵均连接控制板，通过指示灯报警。[0043]本例采用的控制板为单片机，润滑油循环控制方法，包括如下步骤：[0044]S1：通过储脂罐内的高、低限位传感器判断储脂罐内储油量，如果储脂罐内的油量处于低限位，则判断吸油过滤器是否堵塞？[0045]S2：如果吸油过滤器不堵塞，在启动吸油泵；如果吸油过滤器堵塞，则通过其指示灯报警；[0046]S3：当储脂罐内的储油量达到高限位，高限位传感器输出信号至控制板，则停止吸油泵运行；如果储脂罐内的高限位传感器未输出报警信号，则继续判断吸油过滤器是否堵塞的步骤。
[0047]如图2所示，本发明还设置有流量监测装置，包括注油量传感器14及感应片6，所述注油量传感器14设置于柜体1上对应弹簧挡块42处，感应片6设置于动作连杆2上，动作连杆2带动感应片6运动时，触发注油量传感器14感应，检测感应片6触发感应的次数，注油量传感器14的信号端连接控制板，通过控制板得出并显示注油量。[0048]如图1所示，本发明还设置有主轴位移检测装置，包括传动链前位移传感器17、传动链后位移传感器18及相应的指示灯，所述传动链前位移传感器17及传动链后位移传感器18分别设置在与主轴8连接的齿轮箱15的弹性支撑座16上，分别对应齿轮箱15两端的位置，
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检测齿轮箱15的前后位移，传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯信号端均连接控制板，发生位移时，通过控制板控制传动链前位移指示灯、传动链后位移指示灯显示。[0049]如图4所示，在主轴承10上还设置有主轴承温度传感器，采用探针式PT100传感器；位于安装后的主轴承中下部位，其信号端连接控制板，控制板信号输出端连接主轴承运行故障指示灯，主轴承温度传感器的信号端连接控制板，检测主轴承10的温度，当温度过高超过设定温度时，通过与控制板连接的主轴承运行故障指示灯显示进行提示。[0050]所述控制板12上还连接有空气开关13，控制其电源开关。[0051]本发明在使用时，首先，将本发明3个触发块9均匀间隔安装在主轴8同一外周面上，与触发块9触发的循环润滑主体安装在主轴8下方，其伸出的动作连杆2位于触发块运行圆周中心线下方；然后，连接油脂循环装置的油管，将油管从主轴承10底部出油口连接到本发明油脂循环装置的吸油泵吸油口上；油脂循环装置的注油过滤器出油口连接到主轴承10的注油口上。
[0052]当风机主轴8开始转动时，主轴8上的触发块9带动动作连杆2上下往复运行，为避免动作连杆2晃动，使用导向座3进行导向固定；当主轴8上的触发块9开始触发动作连杆2向下运动时，带动与动作连杆2连接的注油器5内活塞向下运动；活塞运动形成的压力，将注油器5吸油口单向阀截止，同时注油器5注油口单向阀打开，注油器5内活塞将注油器5内吸入的油从注油器5出油口侧排出，经注油器过滤器过滤后，注入主轴承10；[0053]当主轴8上的触发装置完成触发，动作连杆2在复位弹簧41的作用下，注油器5内活塞向上作复位运动；活塞复位形成真空负压，将注油器5内注油口单向阀截止，同时注油器吸油口单向阀打开，注油器5从储脂罐将润滑油脂吸入注油器5，准备下次注油；[0054]当储脂罐内油脂油位达到油脂低限位时，油脂低限位传感器触发，吸油过滤器不堵塞，在启动吸油泵，从主轴承低部吸油，经过滤器储存到储脂罐内备用；如果吸油过滤器堵塞，则通过其指示灯报警；
[0055]当储脂罐内油脂油位达到油脂高限位时，油脂高限位传感器触发，吸油泵停止动作；如果储脂罐内的高限位传感器未输出报警信号，则继续判断吸油过滤器是否堵塞。[0056]当杂质过多发生堵塞时，吸油堵塞传感器触发，控制板输出信号点亮吸油过滤器堵塞报警指示灯，吸油泵将停止运行，以免损坏吸油泵。[0057]本发明采用吸油泵抽吸主轴承溢出的润滑油脂，当与吸油泵出油口连接的吸油过滤器堵塞时，吸油泵向吸油过滤器注油，吸油过滤器使吸油堵塞传感器压力增大触发，通过控制板控制吸油泵不允许，对吸油泵形成保护。[0058]本发明不仅可以利用风电主轴承上，也可根据需求开发，应用在偏航轴承、变桨轴承或者相似的低速、重载轴承中，改善轴承的使用环境，增加轴承的使用寿命，使传动设备可以高效、稳定的运行，使运维团队主动、明确的知晓传动轴承的运行状态，合理的安排维保计划，最终提高设备利用率，增加业主效益。[0059]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
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