风电机组传动链制动锁定系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电机组传动链制动锁定系统及其使用方法。


背景技术：

2.风能是可再生能源中最具代表性的一种，它对保护环境和维持生态平衡，以及减少对常规能源依赖和改善能源结构有重要意义。风力发电机组中，为便于进入轮毂内部检修维护，风电机组通常配有叶轮锁定装置，由安装于主轴上的锁定盘以及安装于机架或轴承座上的锁定销组成。在需要锁定叶轮的时候，首先使叶片顺桨，叶轮减速，当高速轴转速低于预先设定值时，启动高速轴制动器制动，使传动链完全停止转动。随后，为使叶轮锁定销与锁定盘上的孔对准，需要反复进行盘车操作，或对某支叶片进行手动变桨，依靠风力对孔，耗时耗力，效率十分低下，因此存在未按规定锁定叶轮锁，而仅完成高速轴制动即进入轮毂作业的情况，存在人身安全隐患。在检修维护工作完成后，需要退出锁定销，释放叶轮。由于锁定销使用频次低，时常存在销子润滑不良或锈蚀而难以顺利退出的情况。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种风电机组传动链制动锁定系统及其使用方法。技术方案如下：
4.第一方面，提供了一种风电机组传动链制动锁定系统，包括：联轴器制动盘、高速轴制动器、支座、支撑臂、驱动油缸和锁定件；所述联轴器制动盘的外圈为齿状，所述高速轴制动器设置于所述联轴器制动盘的外缘，所述支座的一端连接至所述高速轴制动器，所述支撑臂的中部可转动地连接至所述支座的另一端；所述驱动油缸的缸体设置于所述高速轴制动器的底部，活塞杆向下伸出与所述支撑臂的一端连接，所述支撑臂的另一端为齿状，且与所述联轴器制动盘相对，用于在所述驱动油缸驱动下转动至与所述联轴器制动盘啮合或者在所述驱动油缸驱动下转动至远离所述联轴器制动盘解除啮合；所述锁定件用于在所述支撑臂和所述联轴器制动盘啮合后可拆卸地锁定所述支撑臂的位置。
5.在一些可选的实现方式中，所述支撑臂的数量为2个，对应的，所述支座的数量为2个，在所述高速轴制动器的两侧对称布置，2个所述支撑臂呈v字型结构以抱死所述联轴器制动盘。
6.在一些可选的实现方式中，所述锁定件包括定位销，所述支撑臂和所述支座上分别设置有对应的通孔，所述支撑臂与所述联轴器制动盘啮合后，所述支撑臂和所述支座上的通孔对准，所述定位销插入对应的通孔中进行锁定。
7.在一些可选的实现方式中，所述定位销的端部可拆卸设置有开口销。
8.在一些可选的实现方式中，所述支座的端部与所述支撑臂通过第一销轴连接。
9.在一些可选的实现方式中，所述第一销轴上套装有自润滑轴套。
10.在一些可选的实现方式中，所述驱动油缸活塞杆的端部连接有球铰耳环，所述支
撑臂的端部和所述球铰耳环上设置有对应的通孔，第二销轴插入并固定在对应的通孔中，所述支撑臂上的通孔为长孔。
11.在一些可选的实现方式中，第一销轴的端部设置有开口销；和/或，所述第二销轴的端部设置有开口销。
12.在一些可选的实现方式中，还包括控制模块，所述控制模块用于在检测到所述联轴器制动盘停止转动后，自动控制所述驱动油缸动作。
13.第二方面，提供了一种如上任一项所述的风电机组传动链制动锁定系统的使用方法，包括：
14.联轴器制动盘停止转动后，驱动油缸活塞杆向下移动，带动支撑臂以支座的端部为支点向靠近联轴器制动盘的方向转动；
15.支撑臂转动至与联轴器制动盘啮合后，安装锁定件完成锁定，开始检修维护作业；
16.检修维护作业完成后，拆卸锁定件；
17.驱动油缸活塞杆向上移动，带动支撑臂以支座的端部为支点向远离联轴器制动盘的方向转动，支撑臂与联轴器制动盘解除啮合。
18.本发明技术方案的主要优点如下：
19.本发明的风电机组传动链制动锁定系统及其使用方法，在联轴器制动盘停止转动后，通过驱动油缸的动作使支撑臂与联轴器制动盘的齿圈啮合，如因角度原因未完全啮合，仅需松开高速轴制动器，叶轮在自由旋转状态下旋转一个极小的角度即可实现完全啮合，无需进行繁杂的对孔过程。由于有齿轮箱的增速作用，高速轴侧仅需支撑臂很小的锁定力即可实现叶轮的可靠锁定，机构简单、轻便。由于锁定力更小，锁定结构更加简单，因此相对于叶轮锁更加可靠，无法退出的可能性更小，且卡死后处理难度也更小。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明一实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统的锁定状态下的结构示意图；
22.图2为本发明一实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统的解除锁定状态的示意图；
23.图3为本发明一实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统中支座和支撑臂连接部位剖视图；
24.图4为本发明一实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统中驱动油缸活塞杆与支撑臂连接部位剖视图；
25.图5为本发明一实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统中支撑臂的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1-联轴器制动盘、2-高速轴制动器、3-支座、4-支撑臂、5-驱动油缸、6-定位销、7-第一销轴、8-自润滑轴套、9-球铰耳环、10-第二销轴。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
29.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
30.第一方面，本发明实施例提供了一种风电机组传动链制动锁定系统，如附图1至5所示，包括：联轴器制动盘1、高速轴制动器2、支座3、支撑臂4、驱动油缸5和锁定件；联轴器制动盘1的外圈为齿状，高速轴制动器2设置于联轴器制动盘1的外缘，支座3的一端连接至高速轴制动器2，支撑臂4的中部可转动地连接至支座3的另一端；驱动油缸5的缸体设置于高速轴制动器2的底部，活塞杆向下伸出与支撑臂4的一端连接，支撑臂4的另一端为齿状，且与联轴器制动盘1相对，用于在驱动油缸5驱动下转动至与联轴器制动盘1啮合或者在驱动油缸5驱动下转动至远离联轴器制动盘1解除啮合；锁定件用于在支撑臂4和联轴器制动盘1啮合后可拆卸地锁定支撑臂4的位置。
31.以下对本发明实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统的工作原理进行说明：
32.支座3的一端连接在高速轴制动器2上，另一端向外伸出，作为支撑臂4转动的支点。支撑臂4的一端与驱动油缸5的活塞杆连接，另一端与联轴器制动盘1相对，且设置有与联轴器制动盘1相适配的齿形结构，可以在联轴器制动盘1停止转动后与联轴器制动盘1啮合，进行锁止。啮合后，通过锁定件使支撑臂4保持在固定位置，也即，使支撑臂4与联轴器制动盘1始终保持啮合。其工作流程如下：联轴器制动盘1停止转动后，驱动油缸5活塞杆向下移动，带动支撑臂4以支座3的端部为支点向靠近联轴器制动盘1的方向转动。支撑臂4转动至与联轴器制动盘1啮合后，安装锁定件完成锁定，开始检修维护作业。检修维护作业完成后，拆卸锁定件。驱动油缸5活塞杆向上移动，带动支撑臂4以支座3的端部为支点向远离联轴器制动盘1的方向转动，支撑臂4与联轴器制动盘1解除啮合。
33.综上，本发明实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统，在联轴器制动盘1停止转动后，通过驱动油缸5的动作使支撑臂4与联轴器制动盘1的齿圈啮合，如因角度原因未完全啮合，仅需松开高速轴制动器2，叶轮在自由旋转状态下旋转一个极小的角度即可实现完全啮合，无需进行繁杂的对孔过程。由于有齿轮箱的增速作用，高速轴侧仅需支撑臂4很小的锁定力即可实现叶轮的可靠锁定，机构简单、轻便。由于锁定力更小，锁定结构更加简单，因此相对于叶轮锁更加可靠，无法退出的可能性更小，且卡死后处理难度也更小。
34.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图1和2所示，支撑臂4的数量为2个，对应的，支座3的数量为2个，在高速轴制动器2的两侧对称布置，2个支撑臂4呈v字型结构以抱死联轴器制动盘1。如此设置，两个支撑臂4和两个支座3分别设置在高速轴制动器2的两侧，每个支座3分别支撑一个支撑臂4。驱动油缸5的活塞杆同时与两个支撑臂4的一端连接，两个支撑臂4的另一端分别从联轴器制动盘1的两侧与联轴器制动盘1相对，呈v型抱死联轴器制动盘1。如此设置，使得整体受力均匀，锁止效果更好。
35.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图3所示，锁定件包括定位销6，支撑臂4和支座3上分别设置有对应的通孔，支撑臂4与联轴器制动盘1啮合后，支撑臂4和支座3上的通孔对准，定位销6插入对应的通孔中进行锁定。支撑臂4绕支座3的端部转动时，支撑臂4
和支座3之间的相对位置发生变动，当支撑臂4与联轴器制动盘1啮合时，插入定位销6即可使支撑臂4保持在固定的角度，始终与联轴器制动盘1保持啮合。在检修维护工作完成后，仅需拔出定位销，油缸收回，即可退出齿轮啮合，释放叶轮。
36.具体地，双馈型风力发电机组传动链的结构是：叶轮通过主轴连接齿轮箱，齿轮箱起增加转速的作用，齿轮箱输出轴通过联轴器来连接发电机。叶轮锁的作用位置是在齿轮箱之前，要想锁紧叶轮需要克服很大的风载。而本发明实施例作用在齿轮箱之后，因为有齿轮箱的增速作用，所以只需要很小的锁定力就可以克服很大的风载，实现叶轮锁定。
37.可选地，定位销6的端部可拆卸设置有开口销。如此设置，定位销6插入支撑臂4和支座3上通孔后，在定位销6的端部插入开口销，避免定位销6脱落。需要拔出定位销6时，先拔出开口销。通过设置开口销，提高稳定性和安全性。
38.可以理解的是，定位销6的端部可以设置有穿孔，穿孔的轴线垂直于定位销6的轴线，以使开口销插入后与定位销6垂直并与支撑臂4和支座3的侧面平行或相抵。
39.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图3所示，支座3的端部与支撑臂4通过第一销轴7连接，使得支撑臂4可绕支座3的端部转动。具体地，支撑臂4转动时绕第一销轴7转动。
40.如附图3所示，支座3的端部为叉体，支撑臂4穿过支座3端部的叉体，且支撑臂4和叉体上可以设置有对应的通孔，第一销轴7穿过支撑臂4和叉体上的通孔，进而使支撑臂4可绕第一销轴7转动。
41.为了减小转动阻力，如附图3所示，第一销轴7上套装有自润滑轴套8，也即，第一销轴7和支撑臂4之间可以设置有自润滑轴套8。该自润滑轴套8可以为含石墨固体润滑剂的自润滑轴套8，也可以为其它形式的自润滑轴套8，只要能实现润滑便于转动即可。
42.可选地，为了避免第一销轴7脱落，第一销轴7的端部设置有开口销。
43.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图4所示，驱动油缸5活塞杆的端部连接有球铰耳环9，支撑臂4的端部和球铰耳环9上设置有对应的通孔，第二销轴10插入并固定在对应的通孔中，支撑臂4上的通孔为长孔。如此设置，使得支撑臂4的端部与驱动油缸5的活塞杆可转动连接，支撑臂4的端部在驱动油缸5活塞杆带动下上下移动过程中，支撑臂4保持绕支座3的转动。
44.其中，驱动油缸5活塞杆和球铰耳环9的上部可以螺纹连接。球铰耳环9的下部和两个支撑臂4的端部连接。两个支撑臂4的一端可以分别向不同的方向弯曲，使得两个支撑臂4整体位于同一平面内，而端部间隔相对预留出容纳球铰耳环9的空间。
45.可选地，如附图5所示，支撑臂4的端部为长孔，驱动油缸5活塞杆带动支撑臂4的端部上下移动时，第二销轴10能够在长孔内滑移，使得支撑臂4的端部在上下移动过程中，支撑臂4保持绕第一销轴7的转动。
46.可选地，为了避免第二销轴10脱落，第二销轴10的端部设置有开口销。
47.在本实施例的一些可选的实现方式中，该风电机组传动链制动锁定系统还包括控制模块，控制模块用于在检测到联轴器制动盘1停止转动后，自动控制驱动油缸5动作。通过设置控制模块，实现锁定过程的自动控制，降低人力消耗。
48.其中，联轴器制动盘1上可以设置有转速检测传感器，在检测到联轴器制动盘1停止转动后，向控制模块发送感应信号，控制模块此时控制驱动油缸5动作。
49.第二方面，本发明实施例提供了一种如上任一项的风电机组传动链制动锁定系统的使用方法，包括：
50.联轴器制动盘1停止转动后，驱动油缸5活塞杆向下移动，带动支撑臂4以支座3的端部(具体可以为第一销轴7)为支点向靠近联轴器制动盘1的方向转动。
51.支撑臂4转动至与联轴器制动盘1啮合后，安装锁定件完成锁定，开始检修维护作业；
52.检修维护作业完成后，拆卸锁定件。
53.驱动油缸5活塞杆向上移动，带动支撑臂4以支座3的端部(具体可以为第一销轴7)为支点向远离联轴器制动盘1的方向转动，支撑臂4与联轴器制动盘1解除啮合。
54.本发明实施例提供的风电机组传动链制动锁定系统的使用方法，在联轴器制动盘1停止转动后，通过驱动油缸5的动作使支撑臂4与联轴器制动盘1的齿圈啮合，如因角度原因未完全啮合，仅需松开高速轴制动器2，叶轮在自由旋转状态下旋转一个极小的角度即可实现完全啮合，无需进行繁杂的对孔过程。且由于有齿轮箱的增速作用，高速轴侧仅需支撑臂4很小的锁定力即可实现叶轮的可靠锁定，机构简单、轻便。由于锁定力更小，锁定结构更加简单，因此相对于叶轮锁更加可靠，无法退出的可能性更小，且卡死后处理难度也更小。
55.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。