[發明專利]一種具有耦合緩沖功能的風力發電機主軸

在審

• 申請號: 201610204665.3
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105756863A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 宋中越;甄冬;師占群;馬姣姣
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F03D15/10
• 分類號: F03D15/10;F16D3/12;F16F15/134;F16F15/131
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 陳松

一種具有耦合緩沖功能的風力發電機主軸，以主軸連接輪轂和連接齒輪箱的方向分別為前、后向，其特征是所述主軸包括由前到后順序同軸安裝的輪轂法蘭、耦合器、緩沖彈簧連接前座、傳動螺紋套、傳動螺紋桿、緩沖彈簧連接后座、花鍵軸和齒輪箱連接軸，緩沖彈簧連接前座和緩沖彈簧連接后座之間還安裝緩沖彈簧。

技術領域

本發明涉及風力發電機傳動領域，具體是一種具有耦合緩沖功能的風力發電機主軸。

背景技術

隨著對風能的不斷開發利用，風力發電機的裝機量不斷增加，隨之出現的問題是風力發電機的故障率不斷增加，通過分析發現，風力發電機故障率最高的部位是風力發電機的齒輪箱，而風力發電機齒輪箱故障率較高的原因是由于風力發電機由隨機風提供動力，故其提供的動力具有隨機變化性，使得齒輪箱中的輪齒不斷受到沖擊，而齒輪箱的直接動力輸入是通過主軸傳遞的，并且主軸在機艙內周圍的空間較大，所以對主軸進行設計，減小輪齒之間的沖擊，對減小齒輪箱的故障率，減小損失，提高經濟效益具有重要的意義。

現有風力發電機為實現最大限度的減小隨機風帶來的沖擊，在采取優化控制策略的方法的同時更多是通過在其他部位安裝緩沖裝置來完成，但現有的風力發電機的緩沖裝置多適用于垂直軸風力發電機，如中國專利CN201510533906.4公開了一種增效緩沖垂直軸風力發電機，該裝置在轉軸上偏向葉片的外端設有增效緩沖裝置，通過增效緩沖裝置將葉片受到的反向沖擊力轉化為轉軸轉動的正力矩轉移到轉軸上實現緩沖效果。而對于水平軸風力發電機來說由于其主軸本身的軸向受力并不均衡，對其進行緩沖更加困難。因此提供一種適用于水平軸風力發電機的具有緩沖功能的主軸成為現有技術中亟待解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，緩和由隨機風導致的輪齒之間的沖擊以及由于裝配誤差導致主軸產生的彎曲應力。

本發明提供一種具有耦合緩沖功能的風力發電機主軸，以主軸連接輪轂和連接齒輪箱的方向分別為前、后向，其特征是所述主軸包括由前到后順序同軸安裝的輪轂法蘭、耦合器、緩沖彈簧連接前座、傳動螺紋套、傳動螺紋桿、緩沖彈簧連接后座、花鍵軸和齒輪箱連接軸，緩沖彈簧連接前座和緩沖彈簧連接后座之間還安裝緩沖彈簧；

輪轂法蘭上設有位于法蘭盤上的輪轂安裝孔1.1和位于法蘭頸端部的耦合器安裝孔；

耦合器包括由前到后順序布置并由螺栓緊固連接的耦合前盤、前耦合彈簧片、耦合中間盤、后耦合彈簧片和耦合后盤；耦合前盤的前端面通過螺栓連接在輪轂法蘭的耦合器安裝孔上，耦合后盤端面沿軸向向后突出形成頸部，

耦合后盤的頸部上分別套裝止推軸承和緩沖彈簧連接前座，止推軸承和緩沖彈簧連接前座與耦合后盤的頸部呈間隙配合，止推軸承的座圈和軸圈分別與耦合后盤的端面和緩沖彈簧連接前座的前端面接觸；緩沖彈簧連接前座為環形盤，其中心孔為耦合器后座配合孔，緩沖彈簧連接前座的后端面具有沿周向均勻分布的N個彈簧前安裝座，彈簧前安裝座上具彈簧前安裝孔；緩沖彈簧連接后座為環形盤，緩沖彈簧連接后座的前端面接近外圓周沿周向均勻分布N個彈簧后安裝座，彈簧后安裝座上具有彈簧后安裝孔，緩沖彈簧的兩端分別安裝在彈簧前安裝孔和彈簧后安裝孔內；緩沖彈簧連接后座的中心孔為傳動螺紋桿凸臺配合孔，在中心孔周圍沿圓周分布有絲桿花鍵軸連接孔；

所述傳動螺紋套為具有傳動內螺紋的套管，在傳動螺紋套的前端部具有凸緣，在凸緣上具有傳動螺紋套安裝孔，所述傳動螺紋套通過傳動螺紋套安裝孔與耦合后盤的頸部的后端部固定連接；所述傳動螺紋桿的外表面具有與傳動螺紋套匹配的傳動螺紋，傳動螺紋桿的后端部具有凸緣和凸出凸緣后端面的傳動螺紋桿凸臺，在凸緣的端面上具有傳動螺紋桿安裝孔，所述傳動螺紋桿的外表面的傳動螺紋與傳動螺紋套配合，傳動螺紋桿安裝孔與絲桿花鍵軸連接孔配合，傳動螺紋桿凸臺伸入緩沖彈簧連接后座的傳動螺紋桿凸臺配合孔中；

花鍵軸外表面具有花鍵，花鍵軸的前端面形成凸緣，凸緣上具有花鍵軸安裝孔，花鍵軸安裝孔與傳動螺紋桿安裝孔分別與絲桿花鍵軸連接孔的兩端配合并由螺栓固連；