[發(fā)明專利]風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)及包含其的風力發(fā)電機

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111852787A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 許夢華;喻琪;馬文勇;彭明;孫振軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D15/00
• 分類號: F03D15/00;F03D13/10;F03D80/70
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;何橋云

本發(fā)明公開了一種風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)及包含其的風力發(fā)電機，該風力發(fā)電機組包括前機架、風機葉輪、旋轉(zhuǎn)軸、固定軸、前軸承和后軸承，固定軸設在前機架朝向風機葉輪的一側(cè)，固定軸具有與前機架的內(nèi)部連通的通孔，旋轉(zhuǎn)軸設于通孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸的前端伸出通孔且與風機葉輪的輪轂固定連接，輪轂套設于固定軸的外側(cè)且能相對于固定軸轉(zhuǎn)動；前軸承和后軸承均設于固定軸或旋轉(zhuǎn)軸上，風機葉輪的重心位于前軸承和后軸承之間。本發(fā)明通過使風機葉輪的重心位于前后軸承之間，縮短了風機葉輪的重心至兩個軸承的力臂，減少軸承承擔的風機葉輪的彎矩，進而減小了軸承所需承受的疲勞交變載荷，因而可以減小軸承的尺寸，降低風力發(fā)電機組成本。

技術領域

本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)及包含其的風力發(fā)電機。

背景技術

現(xiàn)有技術中，已知風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈將風輪的轉(zhuǎn)速通過齒輪箱加速傳遞至發(fā)電機，同時將外載荷傳遞至前機架和塔筒。隨著風力發(fā)電技術的不斷發(fā)展，單機容量不斷提升，使得風電機組的載荷水平和外形尺寸也不斷增大。相應地，生產(chǎn)制造、運輸和安裝成本也越來越高。其中，軸承的尺寸對總成本影響很大，減小風電機組驅(qū)動鏈中的主軸承尺寸能有效降低風力發(fā)電機組成本。

在現(xiàn)有的風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)中，如附圖1所示，主要包含輪轂1、主軸2、前軸承座3、前軸承4、后軸承座5、后軸承6、齒輪箱7和前機架8。輪轂1和主軸2通過螺栓固定連接；前軸承座3和后軸承座5通過螺栓與前機架8連接；齒輪箱7通過彈性支撐座與前機架8連接。前軸承4處的疲勞載荷明顯高于輪轂1的旋轉(zhuǎn)中心，并且風機葉輪的質(zhì)量越大，疲勞載荷增加的幅度越顯著，軸承距離輪轂的中心越遠，所受的風機葉輪的疲勞交變載荷越大(風機葉輪的重心在輪轂的中心附近)。

現(xiàn)有的風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)的前軸承和后軸承都位于風機葉輪的輪轂的一側(cè)，不僅需承受固定風機葉輪的彎矩，同時前、后軸承距離輪轂的中心較遠也增大了其承受的風機葉輪的交變重力矩和疲勞交變載荷，因此需要較大尺寸的軸承，相應地使得主軸、前軸承座、后軸承座尺寸也會變大，增加了生產(chǎn)制造和運輸成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)及包含其的風力發(fā)電機。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種風力發(fā)電機組的驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)，所述風力發(fā)電機組包括前機架、風機葉輪、旋轉(zhuǎn)軸、前軸承和后軸承，所述風力發(fā)電機組還包括固定軸，所述固定軸設在所述前機架朝向所述風機葉輪的一側(cè)，所述固定軸具有與所述前機架的內(nèi)部連通的通孔，所述旋轉(zhuǎn)軸設于所述通孔內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)軸的前端伸出所述通孔且與所述風機葉輪的輪轂固定連接，所述輪轂套設于所述固定軸的外側(cè)且能相對于所述固定軸轉(zhuǎn)動；

所述前軸承和所述后軸承均設于所述固定軸或所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述風機葉輪的重心位于所述前軸承和所述后軸承之間。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，通過改變風機葉輪的輪轂的安裝結(jié)構(gòu)，將前機架前側(cè)的固定軸以及旋轉(zhuǎn)軸伸入輪轂中，并使風機葉輪的重心位于前后兩軸承之間，縮短了風機葉輪的重心至兩個軸承的力臂，減少了軸承承擔的風機葉輪的彎矩，進而減小了軸承所需承受的疲勞交變載荷，因而可以減小軸承的尺寸，降低風力發(fā)電機組成本。

較佳地，所述前軸承的內(nèi)環(huán)部和所述后軸承的內(nèi)環(huán)部均套設于所述固定軸上，所述前軸承的外環(huán)部和所述后軸承的外環(huán)部均與所述輪轂的內(nèi)側(cè)壁連接。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，不但減少了軸承承擔的風機葉輪的彎矩，而且使風機葉輪的交變重力矩主要由固定軸承擔，使軸承只承擔風機葉輪的彎矩，從而消除了風機葉輪的交變重力矩對軸承的影響，減小了軸承所需承受的疲勞交變載荷，因而可以減小軸承的尺寸，降低風力發(fā)電機組成本。并且，旋轉(zhuǎn)軸只需承擔扭矩，不僅可以減小旋轉(zhuǎn)軸的外徑尺寸，便于生產(chǎn)制造和安裝，還避免了旋轉(zhuǎn)軸長期承受較大的疲勞交變載荷發(fā)生斷裂，增加其使用壽命，保證風力發(fā)電機組的長期穩(wěn)定運行。