专利名称：风力发电机组柔性连接传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机组用的传动装置，特别是一种风力发电机组柔性连 接传动机构。它主要适用于1.5MW双馈异步风力发电机组，也可用于其它风力发电机组。
背景技术：
风力发电机组的传动机构是风力发电机的重要组成部分之一，其本身的传动性 能对整个风力发电机的性能具有十分重要的影响。其中主轴机构的主要零部件包括主 轴、轴承、轴承座等。主要功能是传递扭矩并实现传动链的紧密连接，它承受了来自 风轮的轴向力及其他方向的弯矩。目前，主轴机构在使用过程中存在的问题主要是 一、主轴在极限工况以及随机载荷作用下的疲劳破坏。二、主轴机构的密封防尘效果 不理想，导致主轴承润滑油的过早失效和加剧主轴承的磨损进而影响整个主轴机构的使 用寿命。关于风力发电机组传动机构在一些相关专利文献中已有报道，如中国专利号 为CN200720113561.8的“风力发电机组的传动系统”提供了一种机舱尺寸较短、低速 轴较长、低速轴采用双轴承支撑、齿轮箱的输出轴与发电机的主轴以联轴器刚性连接， 在齿轮箱的同侧平行布置输入、输出轴的结构形式，尽管其可以达到机舱尺寸较短、降 低成本的目的，但由于低速轴较长，低速轴加工制造较困难，钢度较差。并受低速轴支 撑结构和发电机主轴的刚性连接的限制，其存在齿轮箱的结构较复杂、质量较大、成本 增加，增速箱高速轴与发电机轴安装时同轴度要求较高的缺陷。另外因其采用双轴承支 撑，与之配套需增加一个轴承座，故整机的质量成本有所提高。因此其结构需要改进， 传动性能有待于进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电机组柔性连接传动机构，它解决了现有技术 中存在的结构复杂、震动较大、重量重、成本高、安装难度较大的问题。其结构设计合 理，故障率低、安装、维护简单、方便，质量较小、成本相对较低、震动小、明显提高 机组的传动性能，主轴密封及防尘效果显著，延长使用寿命。本发明所采用的技术方案是该风力发电机组柔性连接传动机构包括主机座及 安装其上的主轴、增速箱和发电机，其技术要点是采用整体锻压成型的所述主轴的前 端由固定在所述主机座上的全密封的单轴承座支撑，所述主轴的后端通过胀紧套与所述 增速箱的输入轴联接，固定在采用球磨铸铁材料铸成座体的所述主机座上的所述增速箱 的输出轴通过挠性膜片联轴器与所述发电机的转轴相联接，所述主轴与所述增速箱的输 出轴的轴线平行，且分别位于增速箱的两侧，所述发电机与所述主机座之间对称布置有 V型减震支座。支撑所述主轴的单轴承座的全密封，包括轴承座与轴承盖之间用O型密封圈密 封，在所述轴承盖与油封压圈之间用油封密封，在所述主轴与所述油封压圈之间用V环密封。本发明具有的优点及积极效果是由于本发明的采用整体锻压成型的主轴采用 全密封的单轴承支撑，通过张紧套与增速箱的输入轴联接，因此，结构设计合理，故障 率低、安装、维护简单、方便，质量较小、成本相对较低。另外，因采用挠性膜片联轴 器连接增速箱的输出轴与发电机的转轴，所以增速箱输出轴与发电机的转轴安装时同轴 度要求较低、安装简单，增速箱输出轴与发电机的转轴连接的柔性好、传动性能好，因 采用球磨铸铁材料铸成座体的主机座减少传动机构的震动，在发电机与主机座之间对称 布置有V型减震支座，故明显提高机组的传动性能。主轴密封及防尘效果显著，因此延 长了使用寿命。它解决了现有技术中存在的结构复杂、重量重、成本高、安装难度较大 的问题。
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。图1是本发明的一种传动机构的结构示意图。图2是图1中主轴的一种具体结构示意图。图3是图2中I部放大结构示意图。图4是图2中II部放大结构示意图。图中序号说明1主轴、2风轮锁紧盘、3轴承座、4胀紧套、5增速箱、6挠性 膜片联轴器、7发电机、8主机座、9锁紧螺母、IOV环、11油封压圈、12排油嘴、13 0 型密封圈、14、油封。
具体实施例方式根据图1 4详细说明本发明的具体结构。该风力发电机组柔性连接传动机构 包括主机座8及安装其上的主轴1、增速箱5和发电机7等件。其中采用整体锻压成型 的主轴1的前端由固定在主机座8上的全密封的单轴承座3支撑。主轴1的后端通过胀 紧套4与增速箱5的输入轴联接。固定在采用球磨铸铁材料铸成座体的主机座8上的增 速箱5的输出轴通过挠性膜片联轴器6与发电机7的转轴相联接。主轴1与增速箱5的 输出轴的轴线平行，且分别位于增速箱5的两侧，发电机7与主机座8之间对称布置有V 型减震支座。主轴1整体锻造成型后机械加工，使主轴1中间段带有锥度，风轮锁紧盘 2和轴端连接处采用大的圆角过度，主轴截面过渡均勻，大大减小了应力集中，主轴抗 拉、抗扭、疲劳强度等综合机械性能得到显著提高。主机座8采用球磨铸铁材料铸成座 体，容易加工、抗振性能好。另外，采用理论算法与有限元分析相结合的方法对主机座 8座体的筋板形状、位置、厚度和侧壁形状、位置、厚度以及开孔位置和形状等结构进行 了优化设计，主机座8包括以球磨铸铁为材料铸成的座体及设置其上的主轴轴承座安装 面、齿轮箱底座安装面、发电机底座安装面、偏航齿轮箱安装面、机舱支承座安装面、 偏航轴承内齿圈安装面和偏航制动器安装面。座体的座舱尾部与两侧壁之间采用流线形 体连接，座体的座舱内腔的两侧壁之间设置加强筋，并位于正对偏航轴承内齿圈安装面 和偏航制动器安装面的对称居中位置，主轴轴承座安装面与齿轮箱底座安装面位于同一 平面上，并设置避免轮叶尖与塔架碰撞的仰角，座体壁上设置降低应力集中敏感性的减载平衡孔。因此，座体的座舱尾部与两侧壁之间以流线形体进行连接，减少了风的阻力 和应力集中；在座体的座舱内合理设置加强筋，使整个主机座8应力分布优化，具有重 量轻、承载能力强、应力集中敏感性低、抗振效果好的优点。 支撑风力发电机前端的轴承座3采用全密封，全密封包括轴承座3与轴承盖之间 用O型密封圈13密封，在轴承盖与油封压圈11之间用油封14密封，在主轴1与油封压 圈11之间用V环10密封。因轴承座3防尘密封效果显著，故大大延长了轴承润滑脂的 有效使用寿命，同时提高了滚动轴承的使用寿命。连接风力发电机主轴1的后端与增速 箱5的输入轴的胀紧套4内、外环之间带有锥度，内、外环之间用螺栓连接，通过调节螺 栓实现胀紧套4的锁紧与松开。通过胀紧套4连接，风力发电机主轴1后端与增速箱5 输入轴之间连接可靠、安装拆卸方便。连接增速箱5的输出轴与发电机7转轴之间采用 挠性膜片联轴器6，故两轴的连接柔性好、震动小。风力发电机主轴1和增速箱5的高速 轴位于增速箱5的两侧，故增速箱5的动平衡性好，震动小。
权利要求
1.一种风力发电机组柔性连接传动机构，包括主机座及组装其上的主轴、增速箱和 发电机，其特征在于采用整体锻压成型的所述主轴的前端由固定在所述主机座上的全 密封的单轴承座支撑，所述主轴的后端通过张紧套与所述增速箱的输入轴联接，固定在 采用球磨铸铁材料铸成座体的所述主机座上的所述增速箱的输出轴，通过挠性膜片联轴 器与所述发电机的转轴相联接，所述主轴与所述增速箱的输出轴的轴线平行，且分别位 于增速箱的两侧，所述发电机与所述主机座之间对称布置有V型减震支座。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组柔性连接传动机构，其特征在于支撑所述 主轴的单轴承座的全密封包括轴承座与轴承盖之间用O型密封圈密封，在所述轴承盖与 油封压圈之间用油封密封，在所述主轴与所述油封压圈之间用V环密封。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组柔性连接传动机构，其特征在于所述主 机座的座体的座舱尾部与两侧壁之间采用流线形体连接，所述座体的座舱内腔的两侧壁 之间设置加强筋，并位于正对偏航轴承内齿圈安装面和偏航制动器安装面的对称居中位 置，主轴轴承座安装面与齿轮箱底座安装面位于同一平面上，并设置避免轮叶尖与塔架 碰撞的仰角，所述座体壁上设置降低应力集中敏感性的减载平衡孔。
全文摘要
一种风力发电机组柔性连接传动机构，它解决了现有技术中存在的结构复杂、重量重、成本高、安装难度较大的问题。包括主机座及组装其上的主轴、增速箱和发电机，其技术要点是采用锻压成型的所述主轴的前端由固定在所述主机座上的全密封的单轴承座支撑，所述主轴的后端通过张紧套与所述增速箱的输入轴联接，固定在采用球磨铸铁材料铸成座体的所述主机座上的所述增速箱的输出轴通过挠性膜片联轴器与所述发电机的转轴相联接，所述主轴与所述增速箱的输出轴的轴线平行，且分别位于增速箱的两侧。其结构设计合理，故障率低、安装、维护简单、方便，质量较小、成本相对较低、震动小、明显提高机组的传动性能，主轴密封及防尘效果显著，延长使用寿命。
文档编号F16D3/56GK102011712SQ201010575129
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者张权, 王磊, 王贵伟, 闫凌宇 申请人:沈阳远大机电装备有限公司