一种用于风电机组的叶片锁紧装置的制作方法

本发明涉及风电机组，具体为一种用于风电机组的叶片锁紧装置。

背景技术：

1、风力发电机组是一种将风能转化为机械能的动力机械。其中，风力发电机组的三个用于吸收风能的叶片均通过变桨轴承可转动的安装在轮毂上，组成风轮，机组根据风速和风向的变化，能够通过调整变桨驱动带动变桨轴承旋转，改变叶片桨距角，使风力发电机组的叶片位于可靠的顺桨状态，调整机组出力。在风轮的吊装安装、强对流天气之前叶片顺桨后的叶片锁定以及叶片的日常维护过程中，均需要利用风电机组叶片锁紧装置将变桨轴承与叶片连接的可转动内圈锁紧，以满足作业和使用的安全性。

2、通常风电机组锁紧装置包括通过电动推杆驱动的锁定销和开设有与锁定销对应锁定孔的挡块，锁定销固定安装在轮毂一侧，挡块固定安装在变桨轴承内齿圈上与叶片需要锁定位置的对应处，使用时，叶片转动到顺桨位置，此时锁定孔与锁定销对应，电动推杆伸长带动锁定销嵌入于锁定孔内限制变桨轴承内齿圈相对外圈转动，完成叶片的锁紧。

3、但现有的风电机组叶片锁紧装置在使用的过程中，挡块跟随变桨轴承内齿圈转动，叶片仅能锁定在额定的顺桨位置，在吊装过程中，难以根据实际情况调整叶片的角度或位置，且需人工对准锁定销和锁定孔，增加吊装作业的操作难度，以及在在日常停机维护过程中，叶片难以锁紧在非顺桨位置进行检查、维修或更换等操作，导致维护操作繁琐。

技术实现思路

1、针对背景技术中提出的现有风电机组锁紧装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于风电机组的叶片锁紧装置，具备不同角度锁紧、便于吊装和对变桨轴承内齿圈磨损小的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种用于风电机组的叶片锁紧装置，包括安装板和调节机构，所述安装板的一侧固定连接有固定轴，所述固定轴的外侧设置有用于锁紧变桨轴承的锁紧齿轮，所述安装板的一侧固定连接有平键轴，所述平键轴的外侧设置有与变桨轴承内齿圈和锁紧齿轮均适配的导向齿轮，所述锁紧齿轮能够与变桨轴承的内齿圈相互啮合且能够脱离与变桨轴承内齿圈的相互啮合，所述锁紧齿轮和变桨轴承内齿圈均与导向齿轮啮合；

3、所述导向齿轮用于配合锁紧齿轮锁紧变桨轴承、配合变桨轴承调节锁紧齿轮的角度和为锁紧齿轮的轴向移动提供导向，所述调节机构能够带动锁紧齿轮和导向齿轮轴向移动，改变所述锁紧齿轮与变桨轴承的内齿圈的相互啮合状态，锁紧或松开变桨轴承内齿圈，并根据叶片的锁紧与松开状态调节所述导向齿轮相对于变桨轴承内齿圈的啮合面，改变所述导向齿轮在叶片不同变桨角度锁紧时参与齿轮啮合的位置，减小所述导向齿轮在叶片转动变桨过程中与变桨轴承内齿圈的啮合面大小。

4、优选的，所述调节机构包括一号滑动套和二号滑动套，所述固定轴与一号滑动套滑动套接，所述一号滑动套与锁紧齿轮通过轴承转动连接，所述一号滑动套用于在不影响锁紧齿轮转动的情况下带动锁紧齿轮轴向移动，所述平键轴与二号滑动套滑动套接，所述二号滑动套与导向齿轮通过转轴转动连接，所述二号滑动套用于在不影响导向齿轮转动的情况下带动导向齿轮轴向移动。

5、优选的，所述调节机构还包括电磁铁和永磁体，所述电磁铁固定设置与安装板的一侧，所述永磁体固定设置与锁紧齿轮内，所述电磁铁和永磁体配合用于为锁紧齿轮的双向移动供磁力。

6、优选的，所述电磁铁接入能够改变电流方向的直流电路，所述电磁铁的位置与永磁体的位置对应，所述永磁体的数量设置为若干个且若干个永磁体间隔均匀地布置在锁紧齿轮内。

7、优选的，所述一号滑动套的一端固定连接有凸板，所述凸板的一侧设置有推动机构，所述平键轴外侧的一端活动套接有用于导向齿轮复位的弹簧，所述推动机构与凸板配合能够带动导向齿轮跟随锁紧齿轮移动，根据叶片的锁紧与松开状态调节所述导向齿轮参与啮合面的大小。

8、优选的，所述推动机构包括顶环和顶杆，所述凸板与顶环固定连接，所述导向齿轮与顶杆在导向齿轮径向的偏心位置处固定连接。

9、优选的，所述二号滑动套的一端固定连接有与弹簧配合的连接板，所述顶环的与顶杆抵接的环形面设置为倾斜面，所述导向齿轮转动使顶杆抵接顶环面不同位置，在叶片变桨至不同角度时改变使所述导向齿轮与变桨轴承内齿圈的捏合部分。

10、优选的，所述固定轴包括平键部和两个螺纹部，两个所述螺纹部分别固定设置在平键部的两端且固定轴为一体制成。

11、优选的，所述平键部的外侧固定设置有用于限制一号滑动套转动的平键，所述平键部与一号滑动套滑动套接。

12、优选的，所述螺纹部螺纹套接有螺纹套，所述螺纹套能够通过旋转移动进而带动凸板移动。

13、本发明具备以下有益效果：

14、本发明通过电磁铁与永磁体之间的磁力推动锁紧齿轮移动，使锁紧齿轮与变桨轴承内齿圈相互啮合，并配合导向齿轮限制变桨轴承内齿圈转动而锁紧风电机组的叶片，反之，使锁紧齿轮移动至与变桨轴承内齿圈脱离，松开叶片，此时，导向齿轮与变桨轴承内齿圈仍保持相互啮合，锁紧齿轮仅与导向齿轮啮合，根据日常维护作业或者适应风力风向的需要叶片变桨缓慢转动额定角度，变桨轴承配合导向齿轮带动锁紧齿轮转动额定角度，锁紧齿轮仍能够通过轴向移动与变桨轴承内齿圈啮合，从而将叶片锁定在包括与顺桨位置对应角度内的不同角度，从而提高叶片维护作业操作的便捷性，在叶轮吊装作业时，能够将叶片在非顺桨位置锁紧，提高锁紧作业便捷性，并在需要优化风力发电站的运行效率或应对特定的气象条件时，便于叶片锁紧于非顺桨位置，提高该叶片锁紧装置使用的灵活性。

15、本发明通过变桨过程中变桨轴承内齿圈带动导向齿轮转动，在叶片于变桨轴承内齿圈转动不同角度的锁紧时，导向齿轮和锁紧齿轮转动额定角度而改变周向上的啮合面，使整个齿轮面均能够参与啮合锁紧，增加了不改变锁紧时啮合面面积的情况下增加了参与磨损的面积，提高了该锁紧装置的使用寿命。

16、3、本发明通过凸板带动顶环移动，配合顶杆和弹簧，在叶片锁紧时，顶杆被变桨过程中转动的导向齿轮带动转动至倾斜环形面不同部分抵接，改变导向齿轮轴向上与变桨轴承内齿圈啮合的部分，改变能够参与啮合的磨损面，增加参与磨损的区域，进一步增加该叶片锁紧装置的使用寿命，同时，松开叶片时，凸板配合顶环和顶杆带动导向齿轮在不脱离与变桨轴承内齿圈的情况下轴向移动，减小啮合面积，进而减小对变桨轴承内齿圈的磨损，保证该叶片锁紧装置使用的可靠性。

技术特征：

1.一种用于风电机组的叶片锁紧装置，包括安装板（1）和调节机构，其特征在于：所述安装板（1）的一侧固定连接有固定轴（2），所述固定轴（2）的外侧设置有用于锁紧变桨轴承（4）的锁紧齿轮（7），所述安装板（1）的一侧固定连接有平键轴（3），所述平键轴（3）的外侧设置有与变桨轴承（4）内齿圈和锁紧齿轮（7）均适配的导向齿轮（8），所述锁紧齿轮（7）能够与变桨轴承（4）的内齿圈相互啮合且能够脱离与变桨轴承（4）内齿圈的相互啮合，所述锁紧齿轮（7）和变桨轴承（4）内齿圈均与导向齿轮（8）啮合；

2.根据权利要求1所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述调节机构包括一号滑动套（5）和二号滑动套（6），所述固定轴（2）与一号滑动套（5）滑动套接，所述一号滑动套（5）与锁紧齿轮（7）通过轴承转动连接，所述一号滑动套（5）用于在不影响锁紧齿轮（7）转动的情况下带动锁紧齿轮（7）轴向移动，所述平键轴（3）与二号滑动套（6）滑动套接，所述二号滑动套（6）与导向齿轮（8）通过转轴转动连接，所述二号滑动套（6）用于在不影响导向齿轮（8）转动的情况下带动导向齿轮（8）轴向移动。

3.根据权利要求2所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述调节机构还包括电磁铁（9）和永磁体（10），所述电磁铁（9）固定设置与安装板（1）的一侧，所述永磁体（10）固定设置与锁紧齿轮（7）内，所述电磁铁（9）和永磁体（10）配合用于为锁紧齿轮（7）的双向移动供磁力。

4.根据权利要求3所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述电磁铁（9）接入能够改变电流方向的直流电路，所述电磁铁（9）的位置与永磁体（10）的位置对应，所述永磁体（10）的数量设置为若干个且若干个永磁体（10）间隔均匀地布置在锁紧齿轮（7）内。

5.根据权利要求3所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述一号滑动套（5）的一端固定连接有凸板（13），所述凸板（13）的一侧设置有推动机构，所述平键轴（3）外侧的一端活动套接有用于导向齿轮（8）复位的弹簧（12），所述推动机构与凸板（13）配合能够带动导向齿轮（8）跟随锁紧齿轮（7）移动，根据叶片的锁紧与松开状态调节所述导向齿轮（8）参与啮合面的大小。

6.根据权利要求5所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述推动机构包括顶环（14）和顶杆（15），所述凸板（13）与顶环（14）固定连接，所述导向齿轮（8）与顶杆（15）在导向齿轮（8）径向的偏心位置处固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述二号滑动套（6）的一端固定连接有与弹簧（12）配合的连接板（11），所述顶环（14）的与顶杆（15）抵接的环形面设置为倾斜面，所述导向齿轮（8）转动使顶杆（15）抵接顶环（14）面不同位置，在叶片变桨至不同角度时改变使所述导向齿轮（8）与变桨轴承（4）内齿圈的捏合部分。

8.根据权利要求3所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述固定轴（2）包括平键部（201）和两个螺纹部（202），两个所述螺纹部（202）分别固定设置在平键部（201）的两端且固定轴（2）为一体制成。

9.根据权利要求8所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述平键部（201）的外侧固定设置有用于限制一号滑动套（5）转动的平键，所述平键部（201）与一号滑动套（5）滑动套接。

10.根据权利要求8所述的一种用于风电机组的叶片锁紧装置，其特征在于：所述螺纹部（202）螺纹套接有螺纹套（16），所述螺纹套（16）能够通过旋转移动进而带动凸板（13）移动。

技术总结
本发明涉及风电机组技术领域，且公开了一种用于风电机组的叶片锁紧装置，包括安装板和调节机构，所述安装板的一侧固定连接有固定轴，所述固定轴的外侧设置有用于锁紧变桨轴承的锁紧齿轮，所述安装板的一侧固定连接有平键轴。本发明通过调节机构带动锁紧齿轮移动，在锁紧齿轮移动至与变桨轴承内齿圈啮合时，配合导向齿轮锁紧变桨轴向，锁紧齿轮脱离变桨轴承内齿圈时，松开内齿圈，并且在叶片缓慢转动变桨过程中，导向齿轮带动锁紧齿轮转动额定角度，锁紧齿轮仍能够轴向移动与导向齿轮锁紧变桨轴承，从而将叶片锁定在包括顺桨位置对应角度内的不同角度，便于叶片的吊装锁紧以及日常维护作业中非顺桨位置的锁紧。

技术研发人员：卞伦伟,周迎港,程朗,史伟,石金,杨泗兵
受保护的技术使用者：国能联合动力技术（连云港）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11