叶轮锁定装置及风力设备的制作方法

本发明涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种叶轮锁定装置及风力设备。

背景技术：

当风机出现故障或需要维护人员进入机舱或轮毂进行巡查时，风机的叶轮会先收桨，然后刹车系统开始工作，叶轮基本停止旋转时，将锁紧销插入到锁紧盘的锁止孔，对叶轮进行锁止，以确保维护人员的安全。

现有技术中，在叶轮停止检修时，锁紧销对锁紧盘锁止多为线接触，易导致接触处局部挤压应力过大，进而容易出现压溃现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种叶轮锁定装置及风力设备，以在一定程度上解决现有技术中存在的锁紧销对锁紧盘锁止时易导致接触处局部挤压应力过大，进而容易出现压溃现象的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种叶轮锁定装置，包括锁紧销、锁紧盘和过渡套；所述过渡套设置在所述锁紧盘上，所述锁紧销可拆装的与所述过渡套插接；

所述锁紧销具有锁销工作平面，所述过渡套具有与所述锁销工作平面配合的过渡工作平面；

所述过渡套能够相对于所述锁紧盘转动，以使所述锁紧销与所述过渡套插接时，所述锁销工作平面与所述过渡工作平面为面接触。

在上述任一技术方案中，可选地，所述锁紧盘具有锁盘安装通孔；

所述过渡套的至少一部分设置在所述锁盘安装通孔内；

所述锁紧盘与所述过渡套之间具有令所述过渡套复位的复位装置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述过渡套包括过渡配合部和与所述过渡配合部固定连接的过渡止挡部；

所述过渡配合部设置在所述锁盘安装通孔内，所述过渡止挡部能够与所述锁紧盘的端面抵接；

所述过渡配合部与所述锁紧盘间隙配合。

在上述任一技术方案中，可选地，所述锁紧盘的端面固定连接有抵接所述过渡配合部端面的压接件；

所述压接件与所述过渡止挡部间隙配合。

在上述任一技术方案中，可选地，所述锁紧盘具有与所述锁盘安装通孔连通的锁盘复位通孔；所述锁盘复位通孔的轴向与所述锁盘安装通孔的轴向之间具有夹角；

所述过渡套具有与所述锁盘复位通孔相对应的过渡复位凹槽；

所述复位装置设置在所述锁盘复位通孔内；所述复位装置的一端伸出所述锁盘复位通孔并与所述过渡复位凹槽抵接，且所述复位装置的一端具有抵接所述过渡复位凹槽的趋势；

所述过渡套相对于所述锁紧盘转动时，所述复位装置能够缩回所述锁盘复位通孔内。

在上述任一技术方案中，可选地，所述复位装置包括复位堵头、复位弹性件和复位滚珠；

所述复位堵头、所述复位弹性件和所述复位滚珠依次设置在所述锁盘复位通孔内；

所述复位滚珠能够抵接所述过渡复位凹槽；所述复位弹性件具有令所述复位滚珠抵接所述过渡复位凹槽的趋势。

在上述任一技术方案中，可选地，所述复位装置还包括复位顶杆；所述复位顶杆设置在所述复位弹性件与所述复位滚珠之间；

或者，所述复位堵头与所述锁紧盘螺纹连接；

或者，所述过渡复位凹槽为球面凹槽，且所述过渡复位凹槽的槽深不大于所述复位滚珠的半径。

在上述任一技术方案中，可选地，所述过渡套具有与所述锁紧销间隙配合的过渡配合通孔；

所述过渡工作平面设置在所述过渡配合通孔的孔壁上；

在上述任一技术方案中，可选地，所述锁销工作平面的数量为两个，相应的，所述过渡工作平面的数量为两个；两个所述锁销工作平面相互平行；

和/或，所述过渡套的强度值不小于所述锁紧盘的强度值，所述过渡套的硬度值不小于所述锁紧盘的硬度值。

一种风力设备包括叶轮锁定装置。

本发明的有益效果主要在于：

本发明提供的叶轮锁定装置及风力设备，包括锁紧销、锁紧盘和过渡套，锁紧销通过锁止过渡套以锁止锁紧盘；其过渡套能够相对于锁紧盘转动，以使锁紧销与过渡套插接以锁止锁紧盘时，锁销工作平面与过渡工作平面为面接触，极大增加了锁紧销与过渡套的接触面积，也即增加了锁紧销锁止锁紧盘的接触面积，进而有效解决了锁紧销锁止锁紧盘而出现的接触处局部挤压应力过大的问题，从而有效避免了出现压溃现象。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的锁紧销与锁紧盘配合的第一结构示意图；

图2为现有的锁紧销与锁紧盘配合的第二结构示意图；

图3为现有的锁紧销与锁紧盘配合的第三结构示意图；

图4a为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的锁紧销的结构示意图；

图4b为图4a所示的锁紧销的左视图；

图5为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的锁紧盘的结构示意图；

图6a为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的过渡套的主视图；

图6b为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的过渡套的立体图；

图7为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的叶轮锁定装置的剖视图；

图9a为本发明实施例提供的过渡套的第一变形例的主视图；

图9b为图9a所示的锁紧销的左视图；

图9c为图9a所示的锁紧销的俯视图；

图10a为本发明实施例提供的过渡套的第二变形例的主视图；

图10b为图10a所示的锁紧销的左视图；

图10c为图10a所示的锁紧销的俯视图；

图11a为本发明实施例提供的过渡套的第三变形例的主视图；

图11b为图11a所示的锁紧销的左视图；

图11c为图11a所示的锁紧销的俯视图。

图标：1-锁销；2-锁紧盘；3-锁止孔；

100-锁紧销；110-锁销工作平面；200-锁紧盘；210-锁盘安装通孔；220-锁盘复位通孔；300-过渡套；310-过渡工作平面；320-过渡配合部；330-过渡止挡部；331-过渡止挡平面；332-过渡止挡弧面；333-第一过渡止挡平面；334-第二过渡止挡平面；335-第一过渡止挡弧面；336-第二过渡止挡弧面；340-过渡复位凹槽；350-过渡配合通孔；400-压接件；500-复位装置；510-复位堵头；520-复位弹性件；530-复位顶杆；540-复位滚珠。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图4a-图11c，本实施例提供一种叶轮锁定装置及风力设备，图4a为本实施例提供的锁紧销的主视图，图4b为图4a所示的锁紧销的左视图；图5为本实施例提供的锁紧盘的结构示意图；图6a为本实施例提供的过渡套的主视图，图6b为过渡套的立体图；图7为本实施例提供的叶轮锁定装置的结构示意图，图8为本实施例提供的叶轮锁定装置的剖视图；图9a-图9c为本实施例提供的过渡套的第一变形例的结构示意图；图10a-图10c为本实施例提供的过渡套的第二变形例的结构示意图；图11a-图11c为本实施例提供的过渡套的第三变形例的结构示意图。

参见图7和图8所示，本实施例提供的该叶轮锁定装置，用于紧锁叶轮，包括锁紧销100、锁紧盘200和过渡套300；过渡套300设置在锁紧盘200上，锁紧销100可拆装的与过渡套300插接。

锁紧销100具有锁销工作平面110，过渡套300具有与锁销工作平面110配合的过渡工作平面310；也即，在锁紧销100与过渡套300插接时，锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310接触。可选地，锁紧销100与过渡套300间隙配合，以便于锁紧销100插入过渡套300内。可选地，锁紧销100与过渡套300小间隙配合。

可选地，过渡套300能够相对于锁紧盘200转动，以使锁紧销100与过渡套300插接时，锁销工作平面110与过渡工作平面310为面接触。通过过渡套300能够相对于锁紧盘200转动，以使锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310可以调整为面接触，防止因锁紧销100与过渡套300间隙配合而导致锁销工作平面110与过渡工作平面310为线接触。

本实施例中所述叶轮锁定装置，包括锁紧销100、锁紧盘200和过渡套300，锁紧销100通过锁止过渡套300以锁止锁紧盘200；其过渡套300能够相对于锁紧盘200转动，以使锁紧销100与过渡套300插接以锁止锁紧盘200时，锁销工作平面110与过渡工作平面310为面接触，极大增加了锁紧销100与过渡套300的接触面积，也即增加了锁紧销100锁止锁紧盘200的接触面积，进而有效解决了锁紧销100锁止锁紧盘200而出现的接触处局部挤压应力过大的问题，从而有效避免了出现压溃现象。

现有技术中，在风机停车时将叶轮锁紧常采用如下方法：

第一、圆柱面间隙配合法：如图1所示，锁销1为圆柱形结构，叶轮(图中未示出)上的锁紧盘2有多个与锁销1对应的锁止孔3，锁销1与锁止孔3为间隙配合。当需要对叶轮制动时，在外力作用下，将锁销1插入锁紧盘2的锁止孔3中，叶轮转动被限制；当需要解除制动时，将锁销1从锁紧盘2的锁止孔3中拔出，叶轮即可恢复旋转。此方法的缺点是：为了方便锁销1插入，通常锁止孔3与锁销1之间有几毫米的配合间隙，实际工作中锁销1与锁紧盘2不是面接触而是线接触，导致接触处挤压应力过大，容易压溃。

第二、圆锥面配合法：如图2所示，锁销1与锁紧盘2的配合面为圆锥面配合。当需要对叶轮制动时，在外力作用下，将锁销1插入锁紧盘2的锥孔中，叶轮转动被限制；当需要解除制动时，将锁销1从锁紧盘2中拔出，叶轮即可恢复旋转。此方法的缺点是：锥形配合理论上可以保证是面接触，实际由于制造误差，锁紧盘和锁销的锥度不一致，同轴度也会有差异，导致实际同样为线接触，还存在容易卡死不易退出的风险。

第三、方头锁定配合法：专利201821552039.4，如图3，该叶轮锁定装置，其锁销1为异形，核心内容为锁销1与叶轮的锁紧盘2的锁定孔的配合面为平面，可以增大锁销1工作时的接触面积。此方法的缺点是：零件生产存在误差，实际配合面是有可能不平行的，其实质仍然为线接触，仍然存在局部接触应力过大而压溃的情况。

本实施例所述叶轮锁定装置，通过锁紧销100、锁紧盘200和过渡套300之间配合，以有效避免了零件生产误差以及配合间隙而导致的实际的线接触，可使锁紧销100工作时的接触为面接触，有效提高锁紧销100的工作接触面积，进而有效防止了接触处局部挤压应力过大的问题，还可以解决在圆锥面配合法中锁紧时出现的卡死现象。所述叶轮锁定装置，通过叶轮的摆动为锁紧盘200的旋转提供外力，进而使锁销工作平面110与过渡工作平面310自适应为面接触，极大增加了锁紧销100与过渡套300的接触面积，也即增加了锁紧销100锁止锁紧盘200的接触面积。

参见图6a和图6b所示，本实施例的可选方案中，过渡套300具有与锁紧销100间隙配合的过渡配合通孔350。

过渡工作平面310设置在过渡配合通孔350的孔壁上。

可选地，锁紧销100的与过渡配合通孔350配合的部分，与过渡配合通孔350的形状相适应。

可选地，在锁紧盘200内每一个需要锁定叶轮的位置，安装一个可适当旋转的过渡套300。

参见图4a和图4b所示，可选地，锁紧销100的与过渡配合通孔350配合的部分，包括两个相互平行的平面和两个弧面，两个弧面设置在两个平面之间，且两个弧面对称设置；两个平面为锁销工作平面110。也即，锁销工作平面110的数量为两个，两个锁销工作平面110相互平行，相应的，过渡工作平面310的数量为两个，两个过渡工作平面310相互平行。

本领域技术人员可以理解的是，锁紧销100的与过渡配合通孔350配合的部分还可以为其他形状。例如，锁紧销100的与过渡配合通孔350配合的部分的形状为矩形，相应的，过渡配合通孔350的形状为矩形，如图9a-图9c所示。

参见图5-图8所示，本实施例的可选方案中，锁紧盘200具有锁盘安装通孔210。过渡套300的至少一部分设置在锁盘安装通孔210内。可选地，过渡套300与锁紧盘200间隙配合，也即，过渡套300与锁盘安装通孔210间隙配合，以便于将过渡套300安装在锁盘安装通孔210内。可选地，过渡套300与锁紧盘200小间隙配合。

可选地，锁紧盘200与过渡套300之间具有令过渡套300复位的复位装置500。通过复位装置500，以便于在锁紧销100退出过渡套300之后，过渡套300能够自动回位。

参见图6a、图6b、图9a-图11c所示，本实施例的可选方案中，过渡套300包括过渡配合部320和与过渡配合部320固定连接的过渡止挡部330。

过渡配合部320设置在锁盘安装通孔210内，过渡止挡部330能够与锁紧盘200的端面抵接；通过所述过渡配合部320和过渡止挡部330，以更好的将过渡套300安装在锁紧盘200上。

可选地，过渡配合部320与锁紧盘200间隙配合，也就是说，过渡配合部320与锁盘安装通孔210间隙配合，即过渡配合部320的与锁盘安装通孔210配合的直径，小于锁盘安装通孔210的直径。通过过渡配合部320与锁紧盘200间隙配合，以便于将过渡套300安装在锁盘安装通孔210内。

可选地，过渡配合部320为圆柱形，相应的，锁盘安装通孔210也为圆柱形。

参见图4a-图11c所示，本实施例的可选方案中，锁紧盘200的端面固定连接有抵接过渡配合部320端面的压接件400；通过压接件400和过渡止挡部330，以限制过渡配合部320沿锁盘安装通孔210的轴向窜动。可选地，压接件400通过螺钉与锁紧盘200固定连接。

可选地，压接件400与过渡止挡部330间隙配合；通过压接件400与过渡止挡部330存在间隙，以便于过渡止挡部330能够微量转动，也即便于过渡套300能够相对于锁紧盘200微量转动、自适应旋转，进而使锁紧销100与过渡套300在插接时将锁销工作平面110与过渡工作平面310的接触自动调整为面接触，进而可以在一定程度上弥补制造误差。

可选地，压接件400与过渡止挡部330之间的间隙不大于复位滚珠540的半径。

参见图6a、图6b、图9a-图9c所示，本实施例的可选方案中，过渡止挡部330的外周面包括两个过渡止挡平面331和两个过渡止挡弧面332；两个过渡止挡平面331相互平行，两个过渡止挡弧面332对称设置，两个过渡止挡弧面332设置在两个过渡止挡平面331之间；可选地，过渡止挡平面331与压接件400间隙配合。

过渡止挡部330的形状可以为多种的。作为过渡止挡部330的一个变形例，可选地，参见图10a-图10c所示，过渡止挡部330的外周面包括两个第一过渡止挡平面333、两个第二过渡止挡平面334和两个过渡止挡弧面332；两个第一过渡止挡平面333相互平行，两个第二过渡止挡平面334相互平行，两个过渡止挡弧面332对称设置；第一过渡止挡平面333、第二过渡止挡平面334、过渡止挡弧面332、第一过渡止挡平面333、第二过渡止挡平面334和过渡止挡弧面332依次连接。可选地，第一过渡止挡平面333和第二过渡止挡平面334分别与压接件400间隙配合。

作为过渡止挡部330的另一个变形例，可选地，参见图11a-图11c所示，过渡止挡部330的外周面包括两个第一过渡止挡平面333、两个第二过渡止挡平面334、两个第一过渡止挡弧面335和两个第二过渡止挡弧面336；两个第一过渡止挡平面333相互平行，两个第二过渡止挡平面334相互平行，两个第一过渡止挡弧面335对称设置，两个第二过渡止挡弧面336对称设置；第一过渡止挡平面333、第一过渡止挡弧面335、第二过渡止挡平面334、第二过渡止挡弧面336、第一过渡止挡平面333、第一过渡止挡弧面335、第二过渡止挡平面334和第二过渡止挡弧面336依次连接。可选地，第二过渡止挡平面334与压接件400间隙配合。

参见图5-图8所示，本实施例的可选方案中，锁紧盘200具有与锁盘安装通孔210连通的锁盘复位通孔220；锁盘复位通孔220的轴向与锁盘安装通孔210的轴向之间具有夹角；可选地，锁盘复位通孔220的轴向与锁盘安装通孔210的轴向之间的夹角为80°-110°。可选地，锁盘复位通孔220的轴向与锁盘安装通孔210的轴向垂直。

过渡套300具有与锁盘复位通孔220相对应的过渡复位凹槽340；可选地，过渡复位凹槽340设置在过渡配合部320上。

复位装置500设置在锁盘复位通孔220内；复位装置500的一端伸出锁盘复位通孔220并与过渡复位凹槽340抵接，且复位装置500的一端具有抵接过渡复位凹槽340的趋势。

过渡套300相对于锁紧盘200转动时，复位装置500能够缩回锁盘复位通孔220内，以使锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310调整为面接触。

参见图8所示，本实施例的可选方案中，复位装置500包括复位堵头510、复位弹性件520和复位滚珠540。

复位堵头510、复位弹性件520和复位滚珠540依次设置在锁盘复位通孔220内。

复位滚珠540能够伸出锁盘复位通孔220抵接过渡复位凹槽340；复位弹性件520具有令复位滚珠540抵接过渡复位凹槽340的趋势，也即复位弹性件520具有令复位滚珠540伸出锁盘复位通孔220的趋势。

过渡套300相对于锁紧盘200转动时，复位滚珠540能够缩回锁盘复位通孔220内，以使锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310调整为面接触。

可选地，复位弹性件520为弹簧、具有弹性的橡胶、具有弹性的硅胶等弹性件。

可选地，复位装置500还包括复位顶杆530；复位顶杆530设置在复位弹性件520与复位滚珠540之间；通过复位顶杆530，以使复位滚珠540的运动更加灵活，避免复位弹性件520直接作用于复位滚珠540而给复位滚珠540施加的阻力，也在一定程度上减少了过渡套300相对于锁紧盘200转动的阻力。

可选地，复位堵头510与锁紧盘200螺纹连接；相应的，锁紧盘200设置有螺纹孔。复位堵头510还可以通过其他方式与锁紧盘200连接，例如复位堵头510与锁紧盘200的连接方式为铆接、焊接等。

可选地，过渡复位凹槽340为球面凹槽，且过渡复位凹槽340的槽深不大于复位滚珠540的半径。通过所述过渡复位凹槽340采用球面凹槽，以及过渡复位凹槽340的槽深不大于复位滚珠540的半径，以便于过渡套300相对于锁紧盘200转动时，复位装置500能够较容易的缩回锁盘复位通孔220内，进而便于锁销工作平面110与过渡工作平面310之间的配合为面配合，也即锁紧销100与过渡套300之间为面配合。

可选地，锁紧盘200和过渡套300在正常情况下，当没有外力时，过渡套300与锁紧盘200的位置关系一直保持图7的理论状态。当锁紧销100插入过渡套300内时，如锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310存在角度差，不是完全贴合状态时，过渡套300在叶轮摆动的作用下就会克服复位装置500的力，也即克服复位弹性件520的压力，进行一个轻微旋转，从而始终保持锁紧销100的锁销工作平面110与过渡套300的过渡工作平面310为平面接触。当锁紧销100退出时，过渡套300会在复位装置500的作用下恢复原始状态，也即过渡套300会在复位弹性件520和复位滚珠540的作用下恢复原始状态。

可选地，过渡套300采用高强度和高硬度的材料，如42crmo锻件。通过提高过渡套300的强度和硬度，可适当降低锁紧盘200采用材料(如q355ne热轧钢板)的强度和硬度，在一定程度上降低了成本。此外，过渡套300有磨损时，可直接更换过渡套300，其更换相对简单，相对于没有过渡套结构的锁紧盘，其更换难度较低、成本较低。

可选地，过渡套300的强度值不小于锁紧盘200的强度值；可选地，过渡套300的强度值大于锁紧盘200的强度值，以在一定程度上降低锁紧盘200采用材料的强度值，进而节约成本。

可选地，过渡套300的硬度值不小于锁紧盘200的硬度值；可选地，过渡套300的硬度值大于锁紧盘200的硬度值，以在一定程度上降低锁紧盘200采用材料的硬度值，进而节约成本。

本实施例提供一种风力设备，包括叶轮锁定装置。该风力设备包括叶轮和机架，锁紧盘200与叶轮固定连接，锁紧销100与机架连接。锁紧销100插入过渡套300的过渡配合通孔350内，以锁止锁紧盘200，进而锁止叶轮。该风力设备可有效解决锁紧销100锁止锁紧盘200而出现的接触处局部挤压应力过大的问题，从而有效避免了出现压溃现象。

本实施例提供的风力设备，包括上述的叶轮锁定装置，上述所公开的叶轮锁定装置的技术特征也适用于该风力设备，上述已公开的叶轮锁定装置的技术特征不再重复描述。本实施例中所述风力设备具有上述叶轮锁定装置的优点，上述所公开的所述叶轮锁定装置的优点在此不再重复描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。