风电机组的叶轮装置的制作方法

本发明涉及风力发电，具体而言涉及一种风电机组的叶轮装置。

背景技术：

1、在当前的新能源领域，随着对清洁能源的日益重视，风力发电技术不断发展。其中，叶轮系统作为风力发电机组的核心组件，起着至关重要的作用。其主要功能是高效地捕获自然风能，并将其转化为机械动能，进而驱动发电机转换为电能，以实现对清洁能源的有效利用。

2、叶轮系统主要由叶片、轮毂、变桨轴承以及变桨轴承连接螺栓等关键零部件构成。与传统机械设备中的通用轴承相比，变桨轴承由于其高度定制化设计，研发与制造成本更高。并且，变桨轴承的高失效率以及维修更换所需的高昂成本，已成为制约风力发电行业发展的关键瓶颈。此外，变桨轴承连接螺栓是叶轮系统中失效率第二高的零件。一部分连接螺栓的定期维护和更换需要在机舱外进行高空作业，施工难度大且作业条件差。

3、鉴于此，如何设计一种能采用标准化的变桨轴承并且能降低螺栓的维护成本的新型叶轮系统，成为当前风电行业亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题而提出一种风电机组的叶轮装置。

2、为了实现上述目的，本发明提出一种风电机组的叶轮装置，包括：

3、轮毂，包括与主轴连接的轮毂中心结构和以所述轮毂中心结构为中心沿周向等间隔分布的三个相同构造的轴承座结构，所述轴承座结构设有沿叶轮径向间隔开的内侧安装孔和外侧安装孔；

4、叶片，包括相互连接的叶片根部和叶根连接结构，所述叶根连接结构包括自所述叶片根部的连接端面沿叶轮径向向内渐缩延伸的过渡部段和位于所述轴承座结构内的连接部段，所述连接部段设有与所述内侧安装孔相对应的内侧安装轴颈和与所述外侧安装孔相对应的外侧安装轴颈；

5、内侧变桨轴承，其外圈嵌装于所述内侧安装孔并与所述内侧安装孔紧配合，内圈套装于所述内侧安装轴颈并与所述内侧安装轴颈紧配合；

6、外侧变桨轴承，其外圈嵌装于所述外侧安装孔并与所述外侧安装孔紧配合，内圈套装于所述外侧安装轴颈并与所述外侧安装轴颈紧配合。

7、进一步地，所述叶轮装置还包括压盖，所述压盖与所述叶根连接结构的内侧端通过螺栓连接并且与所述内侧变桨轴承的内圈内端面抵接。

8、进一步地，所述连接部段设有与所述外侧变桨轴承的内圈外端面抵接的台阶部。

9、进一步地，所述台阶部设置在所述连接部段的外侧安装轴颈与所述过渡部段之间的位置。

10、进一步地，所述轴承座结构设有与所述内侧安装孔相邻接的内侧台阶部和与所述外侧安装孔相邻接的外侧台阶部，所述内侧台阶部与所述内侧变桨轴承的外圈外端面抵接，所述外侧台阶部与所述外侧变桨轴承的外圈内端面抵接。

11、进一步地，所述内侧台阶部设置在所述轴承座结构的与所述轮毂中心结构接合的位置。

12、进一步地，所述内侧变桨轴承的尺寸小于所述外侧变桨轴承的尺寸。

13、进一步地，所述连接部段的外侧安装轴颈的直径大于内侧安装轴颈的直径，并且外侧安装轴颈处的壁厚大于内侧安装轴颈处的壁厚。

14、进一步地，所述轮毂中心结构与所述轴承座结构一体成型，所述过渡部段与所述连接部段一体成型。

15、进一步地，所述内侧变桨轴承和所述外侧变桨轴承采用相互匹配的角接触球轴承。

16、本申请方案通过在轮毂上设置轴承座结构并在叶片根部设置法兰轴结构，使得变桨轴承的尺寸不再受限于叶片根部直径，在满足载荷要求的前提下，通过设计变轴径的叶根连接结构，并在轴承座结构中设置沿自身轴线方向相互间隔开的一对变桨轴承，能够实现变桨轴承的标准化选型，降低研发和生产成本；并且能够减少螺栓数量且降低螺栓的维护成本。

技术特征：

1.一种风电机组的叶轮装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述叶轮装置还包括压盖(5)，所述压盖(5)与所述叶根连接结构(22)的内侧端通过螺栓连接并且与所述内侧变桨轴承(3)的内圈内端面抵接。

3.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述连接部段(222)设有与所述外侧变桨轴承(4)的内圈外端面抵接的台阶部。

4.根据权利要求3所述的叶轮装置，其特征在于，所述台阶部设置在所述连接部段(222)的外侧安装轴颈与所述过渡部段(221)之间的位置。

5.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述轴承座结构(12)设有与所述内侧安装孔相邻接的内侧台阶部和与所述外侧安装孔相邻接的外侧台阶部，所述内侧台阶部与所述内侧变桨轴承(3)的外圈外端面抵接，所述外侧台阶部与所述外侧变桨轴承(4)的外圈内端面抵接。

6.根据权利要求5所述的叶轮装置，其特征在于，所述内侧台阶部设置在所述轴承座结构(12)的与所述轮毂中心结构(11)接合的位置。

7.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述内侧变桨轴承(3)的尺寸小于所述外侧变桨轴承(4)的尺寸。

8.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述连接部段(222)的外侧安装轴颈的直径大于内侧安装轴颈的直径，并且外侧安装轴颈处的壁厚大于内侧安装轴颈处的壁厚。

9.根据权利要求1所述的叶轮装置，其特征在于，所述轮毂中心结构(11)与所述轴承座结构(12)一体成型，所述过渡部段(221)与所述连接部段(222)一体成型。

10.根据权利要求1-9任一项所述的叶轮装置，其特征在于，所述内侧变桨轴承(3)和所述外侧变桨轴承(4)采用相互匹配的角接触球轴承。

技术总结
本发明公开了一种风电机组的叶轮装置，包括轮毂、叶片和内外侧变桨轴承，轮毂包括轮毂中心结构和三个相同构造的轴承座结构，轴承座结构设有内侧安装孔和外侧安装孔；叶片包括相互连接的叶片根部和叶根连接结构，叶根连接结构包括自叶片根部的连接端面沿叶轮径向向内渐缩延伸的过渡部段和位于轴承座结构内的连接部段，连接部段设有与内外侧安装孔相对应的内外侧安装轴颈；内外侧变桨轴承各自的外圈嵌装于内外侧安装孔，内圈套装于内外侧安装轴颈。本方案变桨轴承的尺寸不受限于叶片根部直径，通过设计变轴径的叶根连接结构，并在轴承座结构中设置一对变桨轴承，能实现变桨轴承的标准化选型，降低研发和生产成本；并减少螺栓数量且降低维护成本。

技术研发人员：刘明志,田帅,丁建军,孙广,程维,杨朋飞,苗向文
受保护的技术使用者：华锐风电科技（集团）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24