一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴制造技术

一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴，以主轴连接轮毂和连接齿轮箱的方向分别为前、后向，其特征是所述主轴包括由前到后顺序同轴安装的轮毂法兰、耦合器、缓冲弹簧连接前座、传动螺纹套、传动螺纹杆、缓冲弹簧连接后座、花键轴和齿轮箱连接轴，缓冲弹簧连接前座和缓冲弹簧连接后座之间还安装缓冲弹簧。

【技术实现步骤摘要】
一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴
本专利技术涉及风力发电机传动领域，具体是一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴。
技术介绍
随着对风能的不断开发利用，风力发电机的装机量不断增加，随之出现的问题是风力发电机的故障率不断增加，通过分析发现，风力发电机故障率最高的部位是风力发电机的齿轮箱，而风力发电机齿轮箱故障率较高的原因是由于风力发电机由随机风提供动力，故其提供的动力具有随机变化性，使得齿轮箱中的轮齿不断受到冲击，而齿轮箱的直接动力输入是通过主轴传递的，并且主轴在机舱内周围的空间较大，所以对主轴进行设计，减小轮齿之间的冲击，对减小齿轮箱的故障率，减小损失，提高经济效益具有重要的意义。现有风力发电机为实现最大限度的减小随机风带来的冲击，在采取优化控制策略的方法的同时更多是通过在其他部位安装缓冲装置来完成，但现有的风力发电机的缓冲装置多适用于垂直轴风力发电机，如中国专利CN201510533906.4公开了一种增效缓冲垂直轴风力发电机，该装置在转轴上偏向叶片的外端设有增效缓冲装置，通过增效缓冲装置将叶片受到的反向冲击力转化为转轴转动的正力矩转移到转轴上实现缓冲效果。而对于水平轴风力发电机来说由于其主轴本身的轴向受力并不均衡，对其进行缓冲更加困难。因此提供一种适用于水平轴风力发电机的具有缓冲功能的主轴成为现有技术中亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，缓和由随机风导致的轮齿之间的冲击以及由于装配误差导致主轴产生的弯曲应力。本专利技术提供一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴，以主轴连接轮毂和连接齿轮箱的方向分别为前、后向，其特征是所述主轴包括由前到后顺序同轴安装的轮毂法兰、耦合器、缓冲弹簧连接前座、传动螺纹套、传动螺纹杆、缓冲弹簧连接后座、花键轴和齿轮箱连接轴，缓冲弹簧连接前座和缓冲弹簧连接后座之间还安装缓冲弹簧；轮毂法兰上设有位于法兰盘上的轮毂安装孔1.1和位于法兰颈端部的耦合器安装孔；耦合器包括由前到后顺序布置并由螺栓紧固连接的耦合前盘、前耦合弹簧片、耦合中间盘、后耦合弹簧片和耦合后盘；耦合前盘的前端面通过螺栓连接在轮毂法兰的耦合器安装孔上，耦合后盘端面沿轴向向后突出形成颈部，耦合后盘的颈部上分别套装止推轴承和缓冲弹簧连接前座，止推轴承和缓冲弹簧连接前座与耦合后盘的颈部呈间隙配合，止推轴承的座圈和轴圈分别与耦合后盘的端面和缓冲弹簧连接前座的前端面接触；缓冲弹簧连接前座为环形盘，其中心孔为耦合器后座配合孔，缓冲弹簧连接前座的后端面具有沿周向均匀分布的N个弹簧前安装座，弹簧前安装座上具弹簧前安装孔；缓冲弹簧连接后座为环形盘，缓冲弹簧连接后座的前端面接近外圆周沿周向均匀分布N个弹簧后安装座，弹簧后安装座上具有弹簧后安装孔，缓冲弹簧的两端分别安装在弹簧前安装孔和弹簧后安装孔内；缓冲弹簧连接后座的中心孔为传动螺纹杆凸台配合孔，在中心孔周围沿圆周分布有丝杆花键轴连接孔；所述传动螺纹套为具有传动内螺纹的套管，在传动螺纹套的前端部具有凸缘，在凸缘上具有传动螺纹套安装孔，所述传动螺纹套通过传动螺纹套安装孔与耦合后盘的颈部的后端部固定连接；所述传动螺纹杆的外表面具有与传动螺纹套匹配的传动螺纹，传动螺纹杆的后端部具有凸缘和凸出凸缘后端面的传动螺纹杆凸台，在凸缘的端面上具有传动螺纹杆安装孔，所述传动螺纹杆的外表面的传动螺纹与传动螺纹套配合，传动螺纹杆安装孔与丝杆花键轴连接孔配合，传动螺纹杆凸台伸入缓冲弹簧连接后座的传动螺纹杆凸台配合孔中；花键轴外表面具有花键，花键轴的前端面形成凸缘，凸缘上具有花键轴安装孔，花键轴安装孔与传动螺纹杆安装孔分别与丝杆花键轴连接孔的两端配合并由螺栓固连；齿轮箱连接轴为空心轴，齿轮箱连接轴内部为同轴的花键孔，花键孔内表面具有能够和花键配合的内花键，齿轮箱连接轴后端面沿周向分布，在齿轮箱连接轴外壁上接近后端面处具有螺栓投放窗孔，所述螺栓投放窗孔用于投放安装在齿轮箱连接轴安装孔上的螺栓。所述的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴，其特征是4≤N≤8。优选N＝6。与现有技术相比，本专利技术提供的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的有益效果是1)由于耦合器中耦合弹簧片的作用，使得轮毂法兰与齿轮箱连接轴即使在同轴度较差的时候也不会让齿轮箱受到风机主轴承受的弯曲应力；能够有效化解装配时产生的弯曲载荷，尤其适用于水平轴风力发电机；2)当输入动力发生变化时，由于止推轴承的作用，在动力变化瞬间齿轮箱连接轴不会随传动螺纹套转速变化而立即变化，从而避免了齿轮箱连接轴输出动力的剧烈变化；3)输入动力增大时，传动螺纹套与传动螺纹杆相对转动进而引起传动螺纹杆的轴向运动，使缓冲弹簧连接前座与耦合器之间的摩擦力逐渐增大，当达到平衡状态后，齿轮箱连接轴开始与耦合器同步转动，进而带动风力发电机的齿轮箱转动，可以有效化解输入动力剧增产生的瞬时冲击。综上，提供的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴能够缓和缓和由随机风导致的轮齿之间的冲击以及由于装配误差导致主轴产生的弯曲应力，具有结构简单，机械稳定性好，能有效减小齿轮箱故障率，适于实际应用推广。附图说明图1是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的轮毂法兰结构示意图；图3是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的耦合器结构示意图；图4是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的缓冲弹簧连接前座结构示意图；图5是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的缓冲弹簧连接后座结构示意图；图6是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的齿轮箱连接轴结构示意图，图7是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的齿轮箱连接轴沿图6中A-A方向的全剖示意图；图8是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的花键轴结构示意图；图9是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的传动螺纹杆结构示意图；图10是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的传动螺纹套结构示意图；图11是本专利技术实施例的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴的工作状态结构示意图；图中1、轮毂法兰，1.1、轮毂安装孔，1.2、耦合器安装孔；2、耦合器，2.1、耦合前盘，2.2、前耦合弹簧片，2.3、耦合中间盘，2.4、后耦合弹簧片，2.5、耦合后盘；3、止推轴承；4、缓冲弹簧连接前座，4.1、弹簧前安装座，4.2、耦合器后座配合孔；5、缓冲弹簧；6、缓冲弹簧连接后座，6.1、丝杆花键轴连接孔，6.2、弹簧后安装座，6.3、传动螺纹杆凸台配合孔；7、齿轮箱连接轴，7.1、螺栓投放窗孔，7.2、齿轮箱连接轴安装孔，7.3、花键孔，7.4、内花键；8、花键轴，8.1、花键，8.2、花键轴安装孔；9、传动螺纹杆，9.1、传动螺纹，9.2、传动螺纹杆安装孔，9.3、传动螺纹杆凸台；10、传动螺纹套，10.1、传动螺纹套安装孔，10.2、传动内螺纹；具体实施方式下面结合实施例及其附图详细叙述本专利技术。实施例是以本专利技术所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。本专利技术设计的一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴(简称主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴，以主轴连接轮毂和连接齿轮箱的方向分别为前、后向，其特征是所述主轴包括由前到后顺序同轴安装的轮毂法兰、耦合器、缓冲弹簧连接前座、传动螺纹套、传动螺纹杆、缓冲弹簧连接后座、花键轴和齿轮箱连接轴，缓冲弹簧连接前座和缓冲弹簧连接后座之间还安装缓冲弹簧；轮毂法兰上设有位于法兰盘上的轮毂安装孔和位于法兰颈端部的耦合器安装孔；耦合器包括由前到后顺序布置并由螺栓紧固连接的耦合前盘、前耦合弹簧片、耦合中间盘、后耦合弹簧片和耦合后盘；耦合前盘的前端面通过螺栓连接在轮毂法兰的耦合器安装孔上，耦合后盘端面沿轴向向后突出形成颈部，耦合后盘的颈部上分别套装止推轴承和缓冲弹簧连接前座，止推轴承和缓冲弹簧连接前座与耦合后盘的颈部呈间隙配合，止推轴承的座圈和轴圈分别与耦合后盘的端面和缓冲连接前座的前端面接触；缓冲弹簧连接前座为环形盘，其中心孔为耦合器后座配合孔，缓冲弹簧连接前座的后端面具有沿周向均匀分布的N个弹簧前安装座，弹簧前安装座上具弹簧前安装孔；缓冲弹簧连接后座为环形盘，缓冲弹簧连接后座的前端面接近外圆周沿周向均匀分布N个弹簧后安装座，弹簧后安装座上具有弹簧后安装孔，缓冲弹簧的两端分别安装在弹簧前安装孔和弹簧后安装孔内；缓冲弹簧连接后座的中心孔为传动螺纹杆凸台配合孔，在中心孔周围沿圆周分布有丝杆花键轴连接孔；所述传动螺纹套为具有传动内螺纹的套管，在传动螺纹套的前端部具有凸缘，在凸缘上具有传动螺纹套安装孔，所述传动螺纹套通过传动螺纹套安装孔与耦合后盘的的颈部的后端部固定连接；所述传动螺纹杆的外表面具有与传动螺纹套匹配的传动螺纹，传动螺纹杆的后端部具有凸缘和凸出凸缘后端面的传动螺纹杆凸台，在凸缘的端面上具有传动螺纹杆安装孔，所述传动螺纹杆的外表面的传统螺纹与传动螺纹套配合，传动螺纹杆安装孔与丝杆花键轴连接孔配合，传动螺纹杆凸台伸入缓冲弹簧连接后座的传动螺纹杆凸台配合孔中；花键轴外表面具有花键，花键轴的前端面形成凸缘，凸缘上具有花键轴安装孔，花键轴安装孔与传动螺纹杆安装孔分别与丝杆花键轴连接孔的两端配合并由螺栓固连；齿轮箱连接轴为空心轴，齿轮箱连接轴内部为同轴的花键孔，花键孔内表面具有能够和花键配合的内花键，齿轮箱连接轴后端面沿周向分布，在齿轮箱连接轴外壁上接近后端面处具有螺栓投放窗孔，所述螺栓投放窗孔用于投放安装在齿轮箱连接轴安装孔上的螺栓。...

【技术特征摘要】
1.一种具有耦合缓冲功能的风力发电机主轴，以主轴连接轮毂和连接齿轮箱的方向分别为前、后向，其特征是所述主轴包括由前到后顺序同轴安装的轮毂法兰、耦合器、缓冲弹簧连接前座、传动螺纹套、传动螺纹杆、缓冲弹簧连接后座、花键轴和齿轮箱连接轴，缓冲弹簧连接前座和缓冲弹簧连接后座之间还安装缓冲弹簧；轮毂法兰上设有位于法兰盘上的轮毂安装孔和位于法兰颈端部的耦合器安装孔；耦合器包括由前到后顺序布置并由螺栓紧固连接的耦合前盘、前耦合弹簧片、耦合中间盘、后耦合弹簧片和耦合后盘；耦合前盘的前端面通过螺栓连接在轮毂法兰的耦合器安装孔上，耦合后盘端面沿轴向向后突出形成颈部，耦合后盘的颈部上分别套装止推轴承和缓冲弹簧连接前座，止推轴承和缓冲弹簧连接前座与耦合后盘的颈部呈间隙配合，止推轴承的座圈和轴圈分别与耦合后盘的端面和缓冲弹簧连接前座的前端面接触；缓冲弹簧连接前座为环形盘，其中心孔为耦合器后座配合孔，缓冲弹簧连接前座的后端面具有沿周向均匀分布的N个弹簧前安装座，弹簧前安装座上具弹簧前安装孔；缓冲弹簧连接后座为环形盘，缓冲弹簧连接后座的前端面接近外圆周沿周向均匀分布N个弹簧后安装座，弹簧后安装座上具有弹簧后安装孔，缓冲弹簧的两端分别安装在弹簧前安装孔和弹簧后安装孔内；缓冲弹簧连接后座的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋中越，甄冬，师占群，马姣姣，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12