公開了一種加熱裝置及使用該加熱裝置進行的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的裝配方法，所述加熱裝置包括：殼體，具有內(nèi)腔，待加熱的轉(zhuǎn)軸放置在內(nèi)腔中，轉(zhuǎn)軸的小徑端朝上放置，且小徑端內(nèi)安裝有前軸承；驅(qū)動電機，設置在殼體的底部；離心風機，由驅(qū)動電機驅(qū)動并連接在驅(qū)動電機上方；電熱源，設置在所述離心風機的上方，并位于轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；導流射流裝置，設置在空腔的中上部，并至少位于轉(zhuǎn)軸的小徑端外部，與所述殼體的內(nèi)壁形成熱空氣的上升通道，以使被加熱的空氣從轉(zhuǎn)軸的底部流出后，沿殼體的內(nèi)壁上升，并從導流射流裝置內(nèi)沖出，撞擊到轉(zhuǎn)軸的小徑端，使轉(zhuǎn)軸的小徑端先于前軸承膨脹，且小徑端的膨脹速度大于前軸承的膨脹速度。本發(fā)明專利技術顯著提高了轉(zhuǎn)軸的裝配精度和效率。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及風力發(fā)電機裝配領域。更具體地說，本專利技術涉及一種加熱裝置及使用該加熱裝置的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的裝配方法。
技術介紹
對于大型的直驅(qū)永磁風力發(fā)電機，發(fā)電機定子主軸和發(fā)電機轉(zhuǎn)軸之間前后兩端通過過盈配合安裝兩個軸承，即前軸承和后軸承。前軸承位于定子主軸和轉(zhuǎn)軸小徑端之間，靠近與轉(zhuǎn)軸中法蘭連接的葉輪輪轂；后軸承位于定子主軸與轉(zhuǎn)軸大徑端之間。葉輪片固定在葉輪輪轂上，通過轉(zhuǎn)軸間驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子。一般，前軸承采用圓錐滾子軸承(BT軸承)，后軸承采用圓柱滾子軸承(NT軸承)。目前，對于BT軸承和NT軸承的裝配一般采用溫差法，實現(xiàn)軸承的過盈裝配。參照圖1至圖9，BT軸承和NT軸承的裝配方法大約包括如下步驟(I)將發(fā)電機定子主軸I垂直固定在安裝臺上，借助感應加熱器將NT軸承的內(nèi)圈3加熱膨大至滿足要求的膨脹量后，將其套入定子主軸I ;(2)借助冷卻柜將BT軸承的第一外圈5和NT軸承的外圈4冷卻收縮至滿足要求的收縮量后，分別裝入發(fā)電機轉(zhuǎn)軸2的小徑端202的軸承安裝面和大徑端201的軸承安裝面；(3)將安裝有NT軸承的外圈4和BT軸承的第一外圈5的轉(zhuǎn)軸2套在定子主軸I上，并使NT軸承的外圈4套在NT軸承的內(nèi)圈3上；(4)借助加熱器將BT軸承的內(nèi)圈6和第二外圈7加熱膨大至滿足要求的膨脹量后，依次將兩者裝入定子主軸I和轉(zhuǎn)軸2的小徑端202之間。至此，發(fā)電機的軸承形成一個整體，待軸承溫度恢復到室溫狀態(tài)時，發(fā)電機的主軸形成過盈連接。對于轉(zhuǎn)軸尺度較小、質(zhì)量較輕的電機結(jié)構的軸承安裝，這是溫差法裝配中比較簡便的裝配方法。在裝配過程中只需對軸承的某些部件進行加熱脹大或冷卻收縮即可完成裝配。但是對于具有大尺度、大質(zhì)量的直驅(qū)風力發(fā)電機而言，軸承裝配時需要采用大型行車吊裝和工裝設備，而且在裝配時，由于NJ軸承的外圈和保持架在與內(nèi)圈的裝配過程中沒有可視化的具體措施，NT軸承的外圈與定子主軸上的NT軸承的內(nèi)圈無法實現(xiàn)精確的對準，安裝人員完全憑借經(jīng)驗將轉(zhuǎn)軸安裝到定子主軸上，在安裝中不可避免地會出現(xiàn)保持架與內(nèi)圈的撞擊，這樣，軸承的各個部件可能會發(fā)生碰撞損傷，導致軸承的使用壽命顯著降低，提高了生產(chǎn)成本。此外，軸承的外圈和內(nèi)圈的間隙較小，可能需要多次重新安裝，使得裝配的精度不高，效率也不高，直接降低了風力發(fā)電機的性能，且提高了裝配成本。因此，如何高精度、高效地完成軸承的裝配，并提高軸承的使用壽命是本領域技術人員需要解決的技術問題
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種加熱裝置，以實現(xiàn)對發(fā)電機轉(zhuǎn)軸和前軸承的加熱膨大處理。本專利技術的另一目的是提供一種使用該加熱裝置的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的裝配方法，以高效、高精度地完成發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的裝配，并提高軸承的使用壽命和風力發(fā)電機的性能。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供了一種加熱裝置，所述加熱裝置包括殼體，具有內(nèi)腔，待加熱的轉(zhuǎn)軸放置在所述內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)軸的小徑端朝上放置，且小徑端內(nèi)安裝有前軸承；驅(qū)動電機，設置在所述殼體的底部；離心風機，設置在轉(zhuǎn)軸的下方，由所述驅(qū)動電機驅(qū)動并連接在所述驅(qū)動電機上方；電熱源，設置在所述離心風機的上方，并位于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；導流射流裝置，設置在所述空腔的中上部，并至少位于所述轉(zhuǎn)軸的小徑端外部，與所述殼體的內(nèi)壁形成熱空氣的上升通道，以使被加熱的空氣從所述轉(zhuǎn)軸的底部流出后，沿所述殼體的內(nèi)壁上升，并從所述導流射流裝置內(nèi)沖出，撞擊到所述轉(zhuǎn)軸的小徑端，使所述轉(zhuǎn)軸的小徑端先于所述前軸承膨脹，且小徑端的膨脹速度大于所述前軸承的膨脹速度。優(yōu)選地，所述殼體包括至少內(nèi)外兩層鋼板，在所述鋼板之間填充有保溫材料。優(yōu)選地，所述驅(qū)動電機位于所述殼體的底部至少兩層鋼板之間。優(yōu)選地，所述加熱裝置還包括支撐裝置，所述轉(zhuǎn)軸放置在所述支撐裝置上。優(yōu)選地，所述支撐裝置包括設置在所述殼體的底部的三點支撐件。優(yōu)選地，所述加熱裝置還包括限位裝置，以對所述轉(zhuǎn)軸與所述殼體的相對位置進行限定。優(yōu)選地，所述限位裝置包括設置在所述支撐裝置上方并向上突出的限位突起。優(yōu)選地，在所述轉(zhuǎn)軸的頂端和所述殼體的頂部之間設置有緩沖室。優(yōu)選地，在所述內(nèi)腔的頂部設置有網(wǎng)狀支架，所述緩沖室位于所述網(wǎng)狀支架的中央位置。優(yōu)選地，所述導流射流裝置包括環(huán)形導流體，所述環(huán)形導流體至少罩住從所述轉(zhuǎn)軸的中法蘭到小徑端的部分，以與所述殼體的內(nèi)壁形成上升通道；以及環(huán)形射流器，所述環(huán)形射流器位于所述環(huán)形導流體的上方，并圍繞在所述轉(zhuǎn)軸的小徑端的外圍，并朝向所述轉(zhuǎn)軸的小徑端突出，以與所述殼體的內(nèi)壁形成穩(wěn)壓空間，在面對小徑端的側(cè)壁上開設有多個噴射口，以使熱空氣從所述噴射口噴出并撞擊到小徑端。優(yōu)選地，所述加熱裝置還包括接油裝置，以回收軸承潤滑脂，所述接油裝置的頂端懸掛在所述殼體的頂部，下端接觸到所述轉(zhuǎn)軸的內(nèi)壁。優(yōu)選地，所述接油裝置包括從上到下漸闊的接油盤和設置在所述接油盤的頂端的橫梁，所述橫梁沿所述轉(zhuǎn)軸的徑向放置在所述轉(zhuǎn)軸的頂面上，所述接油盤通過所述橫梁懸掛在所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)，所述接油盤底邊緣形成有與小徑端的內(nèi)壁接觸的卷邊。優(yōu)選地，所述內(nèi)腔的底面的形狀為向上延伸的弧形，以使從所述轉(zhuǎn)軸的底部流出的熱空氣能夠撞擊到所述轉(zhuǎn)軸的大徑端法蘭，并使所述大徑端法蘭先于所述大徑端的內(nèi)安裝面膨脹，且大徑端法蘭的膨脹速度大于所述大徑端內(nèi)安裝面的膨脹速度。優(yōu)選地，至少在所述轉(zhuǎn)軸的大徑端的內(nèi)壁、所述轉(zhuǎn)軸的底面以及位于所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)的前軸承的內(nèi)壁上設置有溫度傳感器。優(yōu)選地，在所述溫度傳感器的外部設置有防輻射遮熱罩，以降低與熱空氣之間的輻射傳熱。優(yōu)選地，所述加熱裝置還包括設置在所述導流射流裝置和所述殼體的內(nèi)壁之間的加熱器，以加熱流經(jīng)加熱器的熱空氣。優(yōu)選地，所述加熱器為環(huán)形加熱器。此外，本專利技術還提供一種采用上述加熱裝置進行的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的裝配方法，包括如下步驟A、將后軸承裝配到所述定子主軸上；B、將前軸承裝配到所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)；C、將所述轉(zhuǎn)軸和安裝在所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)的前軸承吊裝入所述加熱裝置中進行加熱膨脹處理；D、待所述轉(zhuǎn)軸和所述前軸承的膨脹量滿足要求后，將所述轉(zhuǎn)軸和所述前軸承熱套于定子主軸和后軸承上。 優(yōu)選地,步驟A包括Al、將所述后軸承的內(nèi)圈和滾動體熱套于所述定子主軸上；A2、將所述后軸承的外圈和保持架套裝于所述后軸承的內(nèi)圈上。優(yōu)選地,步驟B包括B1、將所述前軸承的第一外圈冷裝于所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)；B2、將所述前軸承的內(nèi)圈和滾動體裝入所述前軸承的第一外圈內(nèi)；B3、將所述前軸承的第二外圈冷裝于所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)。在利用本專利技術所提供的加熱裝置對轉(zhuǎn)軸和設置在所述轉(zhuǎn)軸的小徑端內(nèi)的前軸承進行加熱膨脹處理時，首先利用電熱源將轉(zhuǎn)軸內(nèi)的空氣進行加熱；在離心風機的強制驅(qū)動下，被加熱的空氣從轉(zhuǎn)軸的底部進入到轉(zhuǎn)軸與殼體之間的空間中，并沿殼體的內(nèi)壁螺旋地迅速向上流動，繼而進入導流射流裝置；在其導流的作用下，到達內(nèi)腔的上部，從所述導流射流裝置旋轉(zhuǎn)地沖出，并撞擊到所述轉(zhuǎn)軸的小徑端外壁；在熱空氣與所述小徑端發(fā)生強烈地射流沖擊傳熱后，在所述離心風機的強制吸入作用下，再次進入所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，并向下流動，重新被電熱源加熱，由此形成了連續(xù)的閉合循環(huán)加熱系統(tǒng)。本專利技術所提供的加熱裝置采用射流原理，在熱空氣與轉(zhuǎn)軸的小徑端的碰撞過程中，發(fā)生強烈的沖擊射流傳熱，此后再與位于小徑端內(nèi)的前軸承進行對流傳熱，使得轉(zhuǎn)軸的小徑端會先于前軸承脹大，且小徑端的膨脹速度大于前軸承的膨脹速度，從而解本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種加熱裝置，用于加熱發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸包括小徑端和大徑端，其特征在于，包括：殼體，具有內(nèi)腔，待加熱的轉(zhuǎn)軸放置在所述內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)軸的小徑端朝上放置，且小徑端內(nèi)安裝有前軸承；驅(qū)動電機，設置在殼體的底部；離心風機，設置在轉(zhuǎn)軸的下方，由驅(qū)動電機驅(qū)動并連接在驅(qū)動電機上方；電熱源，設置在所述離心風機的上方，并位于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；導流射流裝置，設置在所述空腔的中上部，與所述殼體的內(nèi)壁形成熱空氣的上升通道，以使被加熱的空氣從所述轉(zhuǎn)軸的底部流出后，沿所述殼體的內(nèi)壁上升，并從所述導流射流裝置內(nèi)沖出，直接撞擊到所述轉(zhuǎn)軸的小徑端，以使所述轉(zhuǎn)軸的小徑端先于所述前軸承膨脹，且小徑端的膨脹速度大于所述前軸承的膨脹速度。
【技術特征摘要】
1.一種加熱裝置，用于加熱發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸包括小徑端和大徑端，其特征在于，包括:殼體，具有內(nèi)腔，待加熱的轉(zhuǎn)軸放置在所述內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)軸的小徑端朝上放置，且小徑端內(nèi)安裝有前軸承；驅(qū)動電機，設置在殼體的底部；離心風機，設置在轉(zhuǎn)軸的下方，由驅(qū)動電機驅(qū)動并連接在驅(qū)動電機上方；電熱源，設置在所述離心風機的上方，并位于所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部；導流射流裝置，設置在所述空腔的中上部，與所述殼體的內(nèi)壁形成熱空氣的上升通道，以使被加熱的空氣從所述轉(zhuǎn)軸的底部流出后，沿所述殼體的內(nèi)壁上升，并從所述導流射流裝置內(nèi)沖出，直接撞擊到所述轉(zhuǎn)軸的小徑端，以使所述轉(zhuǎn)軸的小徑端先于所述前軸承膨脹，且小徑端的膨脹速度大于所述前軸承的膨脹速度。2.根據(jù)權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述殼體包括至少內(nèi)外兩層鋼板，在所述鋼板之間填充有保溫材料。3.根據(jù)權利要求2所述的加熱 裝置，其特征在于，所述離心風機的驅(qū)動電機位于所述殼體的底部的至少兩層鋼板之間。4.根據(jù)權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述加熱裝置還包括支撐裝置，所述轉(zhuǎn)軸放置在所述支撐裝置上。5.根據(jù)權利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述支撐裝置包括設置在所述殼體的底部的三點支撐件。6.根據(jù)權利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述加熱裝置還包括限位裝置，以對所述轉(zhuǎn)軸與所述殼體的相對位置進行限制。7.根據(jù)權利要求6所述的加熱裝置，其特征在于，所述限位裝置包括設置在所述支撐裝置上方并向上突出的限位突起。8.根據(jù)權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)軸的頂端和所述殼體的頂部之間形成緩沖室。9.根據(jù)權利要求8所述的加熱裝置，其特征在于，在所述內(nèi)腔的頂部設置有網(wǎng)狀支架，所述緩沖室位于所述網(wǎng)狀支架的中央位置。10.根據(jù)權利要求1至9任意一項所述的加熱裝置，其特征在于，所述導流射流裝置包括:環(huán)形導流體，所述環(huán)形導流體至少罩住從所述轉(zhuǎn)軸的中部到小徑端的部分，以與所述殼體的內(nèi)壁形成所述上升通道；以及環(huán)形射流器，所述環(huán)形射流器在所述環(huán)形導流體之上，并圍繞在所述轉(zhuǎn)軸的小徑端的外圍，并朝向所述轉(zhuǎn)軸的小徑端突出，以與所述殼體的內(nèi)壁形成穩(wěn)壓空間，在面對小徑端的側(cè)壁上開設有多個噴射口，以使熱空氣從所述噴射口噴出并撞擊到小徑端。11.根據(jù)權利要求1至9任意一項所述的加熱裝置，其特征在于，所述加熱裝置還包括接油裝置，以回收軸承潤滑脂，所述接油裝置的頂端...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬盛駿，許磊，詹軍，喬玉勤，趙濤，
申請(專利權)人：北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。