专利名称：风力发电机及用于风力发电机的叶轮锁定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机及用于风力发电机的叶轮锁定装置。
背景技术：
在风力发电机进行组装或对叶轮中各部件进行维护时，需要首先将叶轮制动，使其停止旋转，并锁定，保证叶轮的位置固定，维护人员再进入叶轮进行维护作业。目前，通常采用锁定销进行叶轮的锁定，应用较为广泛的为液压式叶轮锁定装置。如图1所示，叶轮与叶轮联接盘I的相对位置固定，叶轮联接盘I通过第一主轴承2和第二主轴承3可旋转地安装在风力发电机的基座10上，基座10与旋转轴12固定结合；在叶轮联接盘I的端部固定连接有发电机转子7，而发电机定子6固定连接在基座10上，叶轮联接盘I带动发电机转子7相对于发电机定子6转动，从而实现能量的转换。在基座10上固定有制动器11，该制动器11还位于叶轮联接盘I的边缘，以便制动叶轮联接盘I。在叶轮联接盘I上设置有锁定套4，锁定套4具有锁定孔401，与锁定孔401相配合的锁定销5连接在基座10上，在锁定销5上安装有推动其运动的活塞8，活塞8进一步由与基座10固定连接的锁销安装板9支撑。在对叶轮进行维护时，当叶轮联接盘I的转速低于Irpm时，制动器11开始制动，将叶轮联接盘I的边缘夹紧，利用两者之间的摩擦力使叶轮联接盘I停止转动，尽量使叶轮联接盘I在停止转动时，锁定孔401的轴线与锁定销5的轴线对准，再对叶轮进行锁定；在锁定时，活塞8向上运动，将液压油推进锁定销5的前腔，进而在液压作用下将锁定销5推入锁定孔401中，将叶轮联接盘I和基座10固定连接在一起，实现叶轮的锁紧定位。而在需要解锁时，活塞8向下移动，液压油流回到锁定销5的后腔，同时锁定销5从锁定套4中脱离，并且制动器11松开，叶轮便可再次转动。锁定销5的外形为圆锥台形，相应地，锁定套4上的锁定孔401也是圆锥台形孔，如图2所示。在叶轮制动后，若锁定销5与锁定孔401的轴线并未完全对准时，由于在两者的相邻表面之间存在一定的径向间隙，使得在这种情况下，锁定销5的圆锥台头部也能被推入至锁定孔401中，以使两者的轴线完全对准；在锁定销5完全推入锁定套4中后,锁定销5的圆锥台头部与锁定孔401完全贴合。在上述锁定过程中，叶轮联接盘I只有一个周向的自由度，只要锁定销5和锁定孔401的轴线对准，锁定销5便可顺利地推入锁定套4中，完成对叶轮的锁定。但是在加工和安装过程中不可避免地存在误差，导致锁定销5和锁定套4的轴线总会存在一定的径向误差，如图3所示，使得对叶轮的锁定变得较为困难。且锁定销5在被推入锁定孔401中的过程中，会受到较大的侧向力，甚至导致锁定销5的圆锥台头部发生变形，这样在需要解除锁定时，锁定销5极有可能不能顺利地从锁定套4中退出，出现锁定销5卡死的现象，导致风力发电机不能正常运行，这时便需要拆卸锁定销5，从而增加了维护成本。此外，在锁定销5卡死时，导致主轴承的径向载荷增大，可能造成主轴承的损伤，降低了主轴承的使用寿命。[0007]因此，如何顺利完成叶轮的锁定，并避免锁定销卡死的现象是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于风力发电机的叶轮锁定装置，实现对叶轮的锁定，并避免锁死的现象。此外，本实用新型的另一个目的在于提供一种包括上述叶轮锁定装置的风力发电机。为实现上述目的，本实用新型提供了一种叶轮锁定装置，所述叶轮锁定装置包括设置在叶轮联接盘上的锁定孔以及与所述锁定孔相配合的锁定销，所述锁定销与风力发电机的基座连接，当所述锁定孔与所述锁定销锁定时，在所述锁定销和所述锁定孔之间设置有径向间隙。优选地，在所述叶轮联接盘上可固定连接有锁定套，所述锁定孔形成在所述锁定套上。优选地，所述锁定销和所述锁定孔的形状均可以为楔形。优选地，所述锁定销和所述锁定孔的横截面可以为方形。优选地，叶轮锁定装置还可包括用于限定所述锁定销的周向转动的限位装置，以使锁定销始终位于锁定孔范围内。优选地，叶轮锁定装置还可包括固定连接到基座的锁销安装板，所述限位装置设置在所述锁销安装板和所述锁定销上。优选地，所述限位装置包括限位杆，所述限位杆通过限位孔贯穿所述锁销安装板，且所述限位杆的顶端与所述锁定销固定连接。优选地，可在所述限位杆的底端安装有防护罩。优选地，所述锁销安装板上的限位孔的直径可大于所述限位杆的直径。此外，本实用新型还提供一种风力发电机，该风力发电机包括基座，在所述基座上连接有如上所述的叶轮锁定装置。在对叶轮进行锁定时，若叶轮通过制动器制动后，在由于存在工装误差，导致所述锁定销的轴线和所述锁定孔的轴线没有对准，存在径向偏移时，由于在所述锁定销和所述锁定孔的相邻表面之间存在径向间隙，也允许所述锁定销插入到所述锁定孔中，最终完成对叶轮的锁定。在锁定结束后，所述锁定销的外表面和所述锁定孔的内表面在径向上存在适当的间隙。本实用新型所提供的叶轮锁定装置通过所述锁定销和所述锁定孔之间的径向间隙，在所述锁定销和所述锁定孔的轴线之间存在一定的径向偏移的情况下，也可实现对叶轮的锁定，从而解除了锁定过程中的径向约束。此外，在锁定过程中，所述锁定销和所述锁定孔均不会发生变形，不会出现卡死的现象。在另一种优选的实施例中，本实用新型所提供的叶轮锁定装置还包括用于限定所述锁定销周向运动的限位装置。在所述限位装置的作用下，使所述锁定销的外周始终位于所述锁定孔的外周范围之间，避免了由于所述锁定销的周向转动引起不能正常插入锁定孔中的现象。
通过
以下结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中:图1为现有技术中叶轮锁定装置的结构示意图；图2为图1中所示的锁定销和锁定套结构示意图；图3为图1所示的锁定销和锁定套的装配状态示意图；图4为根据本实用新型的一个实施例的叶轮锁定装置的结构示意图；图5为图4所示的锁定销和锁定套的结构示意图；图6为沿着图4的A-A线截取的截面示意图；图7为沿着图4的B-B线截取的截面示意图；图8为图4所示的锁定销和锁定套的装配状态示意图；图9为根据本实用新型另一个实施例的锁定销相对于锁定孔发生周向转动后锁定销与锁定孔的相对位置关系的俯视示意图；图10为根据本实用新型另一个实施例的锁定销尚未插入锁定孔时锁定销、锁定孔和限位装置相对位置关系的俯视示意图；图11为图10所示的锁定销完全插入锁定孔中时锁定销、锁定孔和限位装置相对位置关系的俯视示意图。
具体实施方式
现在对本实用新型实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本实用新型。参照图4，图4为根据本实用新型的实施例的叶轮锁定装置的结构示意图。在根据本实用新型的一种实施例中，风力发电机包括通过第一主轴承2和第二主轴承3可旋转地安装在风力发电机旋转轴12的基座10上的叶轮联接盘I。叶轮联接盘I进一步与风力发电机的发电机转子7连接，以带动发电机转子7相对于发电机定子6旋转，将风能转化为电能。在叶轮联接盘I上形成有锁定孔401，与锁定孔401相配合的锁定销5安装在锁定孔401的下方，并与风力发电机的基座10连接。锁定销5可以设置在基座10与发电机定子6之间，在其下方安装有活塞8，活塞8中填充有液压油，锁定销5在液力的驱动下能够上下运动。也就是说，锁定销5可以具有两个自由度，上下的直线运动以及周向转动的自由度。在锁定销5的下方安装有锁销安装板9，锁销安装板9与风力发电机的基座10固定连接，以支撑活塞8和锁定销5。在锁定销5的上端为与锁定孔401相配合的推入端，在推入端完全被推入到锁定孔401中时，即，锁定销5与锁定孔401锁定时，锁定销5与锁定孔401之间存在径向间隙。这里所述的径向指的是叶轮联接盘I的径向。此外，在叶轮联接盘I上可以进一步安装有锁定套4，而锁定孔401开设在锁定套4上。锁定套4可采用具有弹性的材料制成。这样，可以避免锁定销5与叶轮联接盘I直接接触，避免在锁定时锁定销5对叶轮联接盘I造成损伤。锁定孔401以及与其相配合的锁定销5的具体形式较多。例如，锁定孔401可以为楔形孔，而锁定销5的插入端的形状也相应地为楔形。如图5至图7所示，当锁定销5被推入锁定孔401中，在相同横截面的径向上，锁定销5的长度小于锁定孔401的长度，以保证锁定销5的外表面和锁定孔401的表面在径向上存在一定的间隙。当然，在正常锁定状态下，锁定销5的两个垂直于径向的外表面与锁定孔401之间最好均存在一定的间隙，如图8所示。此外，由于叶轮联接盘I的运动方式为周向旋转，在利用锁定销5对其锁定时，最好使锁定销5在平行于径向的两个外表面与锁定孔401在平行于径向的表面完全贴合，以尽可能增大锁定销5与叶轮联接盘I的接触面积，提高锁定的可靠性。此外，锁定销5的横截面的形状可以具体地为方形，相应地，与锁定销5相配合的锁定孔401的横截面的形状也为方形。需要说明的是，本实用新型所提供的叶轮锁定装置并不限于此，锁定销5和锁定孔401还可以为其他形式。只要锁定销5合适地与锁定孔401锁定即可，且锁定销5在径向上的长度小于锁定孔401在径向上的长度。当需要对叶轮进行锁定时，先使风力发电机停机，待叶轮联接盘I的转速低于Irpm时，利用制动器11将叶轮联接盘I制动，并最好使叶轮连接盘I制动后，锁定孔401的轴线与锁定销5的轴线对准。操控活塞8，使液压油进入锁定销5的前腔，利用液力，将锁定销5推入到锁定孔401中，实现对叶轮联接盘I的锁定。若在叶轮联接盘I制动后，由于加工或安装误差等因素导致锁定孔401的轴线与锁定销5的轴线之间存在径向偏移时，因为在锁定孔401和锁定销5之间存在径向间隙，使锁定销5能够在其轴线与锁定孔401的轴线不对准的情况下被推入至锁定孔401中，继而将叶轮联接盘I锁定，从而解除了锁定过程中的径向约束。本实用新型所提供的叶轮锁定装置通过在锁定销5和锁定孔401之间设置径向间隙，从而保证了在两者的轴线存在径向误差的情况下，锁定销5也能顺利地被推入锁定孔401中。此外，锁定销5在推入或锁定过程中不会变形，从而避免了锁定销5卡死的现象，并在一定程度上有助于降低主轴承所承受的侧向力，提高主轴承的使用寿命。在锁定销5和锁定孔401的形状为楔形或其他非回旋形状时，由于锁定销5具有周向自由度，可以不受控制地旋转，所以即使锁定销5与锁定孔401的轴线对准，锁定销5的外表面与锁定孔401的内表面也有可能会存在一定的角度误差。这种情况下，若两者之间的角度误差不是太大，即，锁定销5的外周位于锁定孔401的内周范围之内，则锁定销5在推入过程中能够自动调整自身的角度，以使其外表面与锁定孔401的表面配合。但是，若锁定销5相对锁定孔401错开的角度较大时，即，锁定销5的外周的一部分位于锁定孔401内周范围之外时，例如，当两者处于如图9所示的位置关系时，锁定销5极有可能不能顺利地被推入锁定孔401中。为此，在根据本实用新型的另一实施例中，叶轮锁定装置进一步包括限位装置，用于限定锁定销5的周向转动，以保证锁定销5始终位于锁定孔401内。这里所述的限定包括两层含义，一是锁定销5被锁定在某一位置不动，二是所述锁定销5可以在小范围内自由转动。进一步，限位装置设置在锁定销5和与基座12固定连接的锁销安装板8上。限位装置可以包括限位杆13，限位杆13贯穿锁销安装板8，且其顶端插入在锁定销5的底端，并与锁定销5固定连接。此外，限位杆13应具有一定的长度，在限位杆13随锁定销5调整至合适的锁定位置后，其底端不会从锁销安装板8中脱离。这样限位杆13只有上下直线运动的自由度。当然，本实用新型所提供的限位装置并不限于此，还可以为其他形式，例如，限位装置可以为螺栓，螺栓的顶端直接旋紧在锁定销5上，底端横穿锁销安装板8，或者螺栓的底端连接到基座10也是可以的。同时，为了保护限位杆13，还可以在限位杆13的底端安装防护罩14。此外，为方便限位杆13的安装，在锁销安装板8上开设的用于安装限位杆13的限位孔的直径可以稍大于限位杆13的直径。这样，允许锁定销5在小角度范围内旋转，如图10所示。当然，锁定销5在转动到最大角度时，其外周也应该位于锁定孔401的内周范围之内；即，该角度不会影响锁定销5的正常推入和锁定。当然，限位杆13与锁销安装板8之间也可以为固定连接，这样，锁定销5便可被锁定在该位置不动。在限位装置的作用下，锁定销5不会发生较大角度的旋转或者锁定销5不动，即使锁定销5发生如图10所示的小角度的旋转后，在锁定销5正常的推入过程中，会对自身的角度进行调整，以使锁定销5的外表面与锁定孔401的内表面完全配合，如图11所示，此时，限位杆13与锁销安装板8上的限位孔同轴。此外，本实用新型还提供一种风力发电机，该风力发电机包括基座，在基座上连接有上述叶轮锁定装置，所述风力发电机具有与上述叶轮锁定装置相一致的优点和特征；风力发电机的其他结构请参考现有技术，在此不再赘述。上面对本实用新型所提供的风力发电机及用于风力发电机的叶轮锁定装置进行了详细描述，虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种用于风力发电机的叶轮锁定装置，包括设置在叶轮联接盘上的锁定孔以及与所述锁定孔相配合的锁定销，所述锁定销与风力发电机的基座连接，其特征在于，当所述锁定孔与所述锁定销锁定时，在所述锁定销和所述锁定孔之间设置有径向间隙。
2.根据权利要求要求I所述的叶轮锁定装置，其特征在于，在所述叶轮联接盘上固定连接有锁定套，所述锁定孔形成在所述锁定套上。
3.根据权利要求要求I或2所述的叶轮锁定装置，其特征在于，所述锁定销和所述锁定孔的形状均为楔形。
4.根据权利要求要求I或2所述的叶轮锁定装置，其特征在于，所述锁定销和所述锁定孔的横截面为方形。
5.根据权利要求要求I所述的叶轮锁定装置，其特征在于，还包括用于限定所述锁定销的周向转动的限位装置，以使锁定销始终位于锁定孔范围内。
6.根据权利要求要求5所述的叶轮锁定装置，其特征在于，还包括固定连接到基座的锁销安装板，所述限位装置设置在所述锁销安装板和所述锁定销上。
7.根据权利要求要求6所述的叶轮锁定装置，其特征在于，所述限位装置包括限位杆，所述限位杆通过限位孔贯穿所述锁销安装板，且所述限位杆的顶端与所述锁定销固定连接。
8.根据权利要求要求7所述的叶轮锁定装置，其特征在于，在所述限位杆的底端安装有防护罩。
9.根据权利要求要求7所述的叶轮锁定装置，其特征在于，所述锁销安装板上的限位孔的直径大于所述限位杆的直径。
10.一种风力发电机，包括基座，其特征在于，在所述基座上连接有如权利要求1至9任意一项所述的叶轮锁定装置。
专利摘要本实用新型公开了一种风力发电机及用于风力发电机的叶轮锁定装置，所述的叶轮锁定装置包括设置在叶轮联接盘上的锁定孔以及与所述锁定孔相配合的锁定销，所述锁定销与风力发电机的基座连接，当所述锁定孔与所述锁定销锁定时，在所述锁定销和所述锁定孔之间设置有径向间隙。本实用新型所提供的叶轮锁定装置在锁定销和锁定孔的轴线发生径向偏移时也能将锁定销插入于锁定孔中，从而解除了锁定销和锁定孔的径向约束。本实用新型所提供的叶轮锁定装置实现了叶轮的锁定，且避免了锁死的现象，提高了风力发电机的主轴承的使用寿命。
文档编号F16B19/02GK202926533SQ20122064468
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者苏振年 申请人:北京金风科创风电设备有限公司