[實用新型]一種小型水平軸風力機軸向支撐結構

有效

• 申請號: 201721520278.7
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN207526646U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 許小明;張志雨;張德勇;周金東;秦洋洋;陳坤;王文莉;黃宸武
• 申請（專利權）人: 宜春學院
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D1/00;F03D80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種小型水平軸風力機軸向支撐結構，包括基座以及設置在基座頂部的小型水平軸風力機，小型水平軸風力機包括一水平輸入軸、一水平輸出軸以及設置在水平輸入軸前端的葉輪，基座頂部沿軸向布置至少兩個支座，所述至少兩個支座之間沿周向均布有至少三個水平軸承軸，每個軸承軸的前后兩端各設一軸承，各所述軸承的外圈之間夾持所述水平輸入軸，所述水平輸入軸受到軸向推力時可在軸向上向后移動，水平輸出軸前端的空心筒體內設置有彈性體，彈性體僅在水平輸入軸受到軸向推力時被壓縮，該連接機構在保證輸入軸和輸出軸之間的動力傳遞的同時，可以較大程度地緩沖風輪產生的軸向推力，避免對后續其他動力裝置的沖擊，提高了系統的穩定性。

技術領域

本實用新型屬于小型水平軸風力機技術領域，具體涉及一種小型水平軸風力機軸向支撐結構。

背景技術

現有小型水平軸風力機的主軸布置及支撐方式大多借鑒大型水平軸風力機，通常采用三點式支撐，主軸前端通過一個軸承與機架連接，尾端與齒輪箱剛性連接，齒輪箱兩側通過彈性支撐與機架連接，構成三點支撐。然而，上述支撐方式大多從承擔扭矩載荷、彎矩等角度出發，對軸向推力等額外載荷的緩沖和減震措施不足，然而由于水平軸風力機在運行過程中，為提高風力渦輪的風能利用率，風力渦輪通常正對來流方向，風力機葉片在大氣中受到來流風速的繞流作用產生升阻力，并主要由升力部分產生扭矩，帶動主軸旋轉，阻力部分則構成對主軸的軸向推力，如果不采取必要的緩沖減震措施，則由于非定常性軸向推力的存在，對主軸后端連接的變速箱或發電機部分構成非定常性沖擊，使得動力系的故障率大大提高。

實用新型內容

針對上述現有技術的缺點和不足，本實用新型旨在提供一種新型的小型水平軸風力機軸向支撐結構，通過對主軸結構及其支撐方式的改進，將風力機產生的扭矩通過兩個對接的輸入軸和輸出軸進行輸出，在保證動力傳遞的同時，可以較大程度地緩沖風輪產生的軸向推力，避免對后續其他動力裝置的沖擊，提高了系統的穩定性。

本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種小型水平軸風力機軸向支撐結構，包括基座以及設置在所述基座頂部的小型水平軸風力機，所述小型水平軸風力機包括一水平輸入軸、一水平輸出軸，其特征在于，

--所述基座頂部沿所述水平輸入軸的軸向方向前后間隔設置至少兩個支座，所述至少兩個支座之間沿周向均布有至少三個水平軸承軸，各所述水平軸承軸的前后兩端固定在所述至少兩個支座上，并且每個所述水平軸承軸的前后兩端均設置一相同尺寸的軸承，且各所述軸承的內圈均過盈套設在所述水平軸承軸上，各所述軸承的外圈之間夾持所述水平輸入軸，

--所述水平輸出軸與所述水平輸入軸同軸布置，所述水平輸出軸與所述水平輸入軸整體均為實心軸，其前端呈空心筒體結構，所述空心筒體的前端沿周向均勻設置有若干方波狀凹槽，所述水平輸入軸的末端沿實心軸的外表面周向均勻設置若干方波狀凸起，所述水平輸入軸末端的方波狀凸起與所述水平輸出軸前端的方波狀凹槽相適配，所述水平輸出軸與所述水平輸入軸處于連接狀態時，所述水平輸入軸末端的方波狀凸起插設于所述水平輸出軸前端的方波狀凹槽中，且所述水平輸出軸前端的空心筒體內設置有彈性體。

本實用新型的小型水平軸風力機軸向支撐結構，其工作原理為：風力機葉片在大氣中受到來流風速的繞流作用產生升阻力，從而產生扭矩，帶動水平輸入軸旋轉，由于水平輸入軸末端的方波狀凸起插設于所述水平輸出軸前端的方波狀凹槽中，水平輸入軸的旋轉會帶動水平輸出軸旋轉，繼而對外輸出機械能，再通過發電機等裝置將機械能轉換成電能，并產生軸向推力，使安置于水平輸出軸和水平輸入軸端部的彈性體壓縮變形，可以較大程度地緩沖風輪產生的軸向推力，避免對后續其他動力裝置的沖擊。

優選地，所述彈性體為彈簧。

優選地，所述水平輸入軸前端設置葉輪，所述葉輪包括輪轂和設置在所述輪轂上的若干風力機葉片，所述輪轂固定設置在所述水平輸入軸的前端。

優選地，所述輪轂通過緊固件緊固在所述水平輸入軸的前端臺階面上。