CN101363419A - 风力发电机组齿轮箱减振支撑方法及装置 - Google Patents

风力发电机组齿轮箱减振支撑方法及装置 Download PDF

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Abstract

风力发电机组齿轮箱减振支撑方法及装置，采用一种浮动支撑方式，将风力发电机组齿轮箱伸出臂置于“回”字形框架式减振支撑座内，并固定于“回”字形框架式减振支撑座内的上下两个弹性体之间，使风力发电机组齿轮箱伸出臂上下处于两弹性体之间的浮动弹性支撑状态。风力发电机组齿轮箱减振支撑装置包括减振支撑座和减振弹性体，且减振弹性体安装在减振支撑座内，减振支撑座为框架式结构，由一个U型框和一个横梁形成一个“回”字形框架，在“回”字形框架内上下分别设有上减振弹性体和下减振弹性体，风力发电机组齿轮箱伸出臂安装于上减振弹性体和下减振弹性体之间，形成一种弹性浮动支撑。

Description

风力发电机组齿轮箱减振支撑方法及装置
技术领域
本发明主要涉及一种发电机的部件的安装方法及装置结构，尤其是指一种应用于风力发电组齿轮箱减振支撑方法及装置结构。本发明主要应用于风力发电机组齿轮箱的减振支撑，同样也可以适用于机车车辆、船舶、工程机械等设备的隔振系统。
背景技术
风力发电机组系统主要为3点式支撑方式，由于叶片的转动和摆动，轮毂会给风电机组的各传动部件传递很大的作用力，从而必将引起各零部件的振动并产生噪音，因此各部件阻尼减振系统的设计显得尤为重要。为了保证风力发电机组传动系统中各零部件的平稳运行，并尽可能减少系统运行所产生的振动与噪声，需采用相应的减振抗噪措施。其中齿轮箱的减振尤为重要，必须为其设计合适的减振支撑。为了缓冲主轴传递给齿轮箱的扭力矩，该减振支撑在载荷较大的方向应尽可能提供较大的承载能力。
目前齿轮箱减振支撑主要有支座式和轴瓦式，支座式支撑安装于齿轮箱底部，与主机架联接在一起，其安装的数量较多，且安装时难于处于同一水平位置，也无法实现预压缩安装，减振效果不佳。轴瓦式支撑安装于齿轮箱两侧伸出臂的安装孔内，安装过程需要大容量的油缸和高强度的拉杆等组合使用才能完成，安装和拆卸过程困难，不便于维护和更换。因此很有必要对此加以进一步的改进。
经国内专利文献检索，尚未发现有与此内容有关的文献报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有齿轮箱弹性支撑减振效果不佳或安装困难，不便于维护和更换的不足；提出一种减振效果更好，且安装和拆卸方便的齿轮箱弹性支撑方法及装置结构。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。一种风力发电机组齿轮箱用减振支撑方法，采用一种浮动支撑方式，将风力发电机组齿轮箱伸出臂置于“回”字形框架式减振支撑座内，并固定于“回”字形框架式减振支撑座内的上下两个弹性体之间，使风力发电机组齿轮箱伸出臂上下处于两弹性体之间的浮动弹性支撑状态。
根据本发明方法所提出的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置是：一种风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，包括减振支撑座和减振弹性体，且减振弹性体安装在减振支撑座内，其特点是：所述的减振支撑座为框架式结构，由一个U型框和一个横梁形成一个“回”字形框架，在“回”字形框架内上下分别设有上减振弹性体和下减振弹性体，风力发电机组齿轮箱伸出臂安装于上减振弹性体和下减振弹性体之间，形成一种弹性浮动支撑。减振支撑座通过紧固件固定于主机架上，安装时使上减振弹性体和下减振弹性体产生一定的预压缩量，且预压缩量可通过调整装置来调节，使齿轮箱正常工作时在预压缩范围内振动。
本发明通过组合形成的框架式结构把风力发电机组齿轮箱支撑在一浮动的减振支撑装置上，所述的减振支撑不仅拆卸方便，还可实现产品的预压缩安装，并且还有性能调节装置，承载大；具有出色的阻尼及减振性能，可大大减少系统中振动与噪声的传递。
附图说明
图1本发明涉及的一种减振支撑的安装示意图。
图2本发明涉及的一种减振支撑实例结构示意图。
图3本发明涉及的一种减振支撑实例结构侧向示意图。
图4本发明涉及的一种减振支撑的安装流程图。
图中：1、减振支撑，2、齿轮箱，3、主机架，4、塔筒，3、主机架，5、垫板，6、减振支撑座，7、横梁，8、连接紧固件，9、减振弹性体，10、顶块，11、调整装置，12、调节螺杆机构，13、垫片，14、双头螺杆，15、螺母，16、固定螺钉，17、垫片，18、连接螺钉，19、密封圈，20、弹性层；21、隔板；22、底板；23、型面；24、U型框。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明涉及的一种具体实例的结构示意图，本发明的保范围并不局限于实施例所描述的情况。下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例一
由图1可见，本发明为一种风力发电机组齿轮箱用减振支撑，采用一种浮动支撑方式，将风力发电机组齿轮箱伸出臂置于“回”字形框架式减振支撑座内，并固定于“回”字形框架式减振支撑座内的上下两个弹性体之间，使风力发电机组齿轮箱伸出臂上下处于上减振弹性体和下减振弹性体之间的浮动弹性支撑状态。
由图2—3可见，本发明所提出的是一种风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，在齿轮箱2的两侧各安装一件减振支撑1，减振支撑1通过8根双头螺杆14固定于主机架3上，主机架3又固定在塔筒4上。减振支撑1包括减振支撑座6和减振弹性体9，且减振弹性体9安装在减振支撑座6内；所述的减振弹性体9采用叠层弹簧式结构，由上减振弹性体和下减振弹性体两部分组成；所述的减振支撑座6为框架式结构，由一个U型框24和一个横梁8形成一个“回”字形框架，横梁7通过连接紧固件8与U型框24联为一体，并对上减振弹性体和下减振弹性体实现径向预压缩；减振弹性体9安装在“回”字形框架24内，分为上减振弹性体和下减振弹性体两部分，风力发电机组齿轮箱2伸出臂安装于上减振弹性体和下减振弹性体之间，形成一种弹性浮动支撑。安装时使上减振弹性体和下减振弹性体产生一定的预压缩量，且预压缩量可通过调节装置11来调节，使齿轮箱2在正常工作时能在预压缩范围内振动。减振支撑1通过双头螺杆14固定于主机架3上；主机架3又固定在塔筒4上；在减振支撑座6下装有调整减振支撑1高度的垫板5。
所述的上、下减振弹性体9径向预压缩是根据载荷大小确定的，预压缩量为载荷量的5％～35％之间。所述的减振弹性体9由金属板或金属片与弹性层组合形成叠层弹簧，金属板或金属片与弹性层20相互连接在一起。叠层弹簧根据结构形式、安装方式和性能要求的不同可以设计成多种不同的方案。首先这种叠层弹簧是通过弹性层20与底板22和隔板21相连接而成的，其可以通过调节叠层弹簧的层数来改变弹性体的刚度以及阻尼性能，获得不同性能的减振支撑，以满足不同工况的需要。叠层弹簧的层数至少是2层以上，且每两层弹性层之间设有一隔板，可以是3层、4层、5层、6层或者7层弹性层。这种叠层弹簧通过可以通过调节叠层弹簧的层数来改变弹性体的刚度以及阻尼，从而获得不同性能的弹性支撑，以满足不同工况的需要。其次，叠层弹簧中的底板和隔板的形状可以根据需要设计成圆形，方形也可以是六边形等。叠层弹簧的金属板与弹性材料的型面23可以是圆弧、方形、直线形的。叠层弹簧中底板22和垫板21的形状可以是圆形，方形也可以是六边形等。底板和垫板可以全部设计成方形或者圆形结构，也可以将底板设计成方形的，其他的中间板可以设计圆形，也可以在不同的层上设计成其他的形状。再次，叠层弹簧的安装方式也可以有多种：①叠层弹簧通过螺钉与大垫片压紧安装在U型框与横梁上面。②当叠层弹簧的底板比其他中间板尺寸大时，可以在底板上钻4个安装孔，这样就可以直接通过螺栓固定于U型框与横梁上面。③也可以在U型框与横梁安装面上加工出安装槽，直接将叠层弹簧放置于安装槽中，并用压板固定。叠层弹簧弹性材料可以采用硬塑料、橡胶、陶瓷材料、碳素纤维或其它高强度复合材料，其大小、厚度视载荷的大小和特点来定。每两金属板之间的弹性层，各弹性层的厚度可以相同或不同，弹性层可以是一层或多层，本发明所使用的材料为一种天然橡胶，硬度范围可以是邵氏A硬度40～80之间。
所述的垫板5、U型框24和横梁7相互通过紧固件连接在一起。垫板5、U型框24和横梁7可以制作成铸件、锻件或者机加工件，材料可以是球墨铸铁、铸钢或其它合金钢材料，考虑到可能使用于低温环境下以及20年的使用寿命，材料需要具备较好的冲击性能，可以选用低温性能与抗疲劳性能较好的材料。
所述调节装置11是一种机械调节装置，在上、下减振弹性体9的上或下表面设有顶块10，顶块10与调节螺杆机构12相连；通过调节调节螺杆机构12可以调整齿轮箱2的安装高度，也可以调节上、下减振弹性体9的预压缩量来提高其刚度。在弹性体发生较大蠕变时，可通过调节装置来调整压缩量来实现减振支撑的正常工作，从而可以大大延长产品的使用寿命。调节装置可以是直接通过调整螺栓进行调整，在顶块四周涂油润滑脂，以使其能够自由地进行调节，在顶块的端部有一密封圈用于防止润滑脂与弹性体接触，以免弹性体发生膨胀而导致性能发生改变。调节装置也可以是通过弹簧类调整装置进行调整。
所述的标准件采用至少8.8级以上，特别是连接于减振支撑与主机架用的长螺杆应考虑10.9级以上。
图4为减振支撑1的安装流程图。减振支撑1的预压缩安装实施过程如下所述：
1、横梁7与上叠层弹簧的组装：首先在顶块10与横梁7安装孔的接触面上涂抹适量的润滑油；将顶块10放入横梁7的安装孔内，然后在顶块10端部放置密封圈19，防止润滑油溢出损伤叠层弹簧；再将叠层弹簧置于横梁7的安装面上，通过固定螺钉16和垫圈17将叠层弹簧固定于横梁7上面。
2、U形框24与上叠层弹簧的组装：首先将垫板5通过连接螺钉18与U形框24连接在一起。在顶块10和U形框24安装孔的接触面上涂抹适量的润滑油；将顶块10放入U形框24的安装孔内，然后在顶块10端部放置密封圈19，防止润滑油溢出损伤叠层弹簧9；再将叠层弹簧9置于U形框24的安装面上，通过固定螺钉16和垫圈17将叠层弹簧9固定于U形框24上面。
3、减振支撑1的预压缩组装：将U形框24垫板5的组件置于主机架3的适应位置，将齿轮箱2置于叠层弹簧上面。再横梁7组件吊装到U形框24上，通过连接紧固件8将横梁7紧固安装于U形框24上。由于叠层弹簧的设计有一定预压缩量，从而在安装时需要通过连接紧固件8并施加一定的拧紧力矩来实现对叠层弹簧的预压缩安装。然后通过双头螺杆14和螺母15将横梁7与U形框6组件紧固安装于主机架3上面。
4、压缩量的调整：将调节装置11的调节螺杆机构12安装于横梁7与U形框6的两端，可以通过调整调节螺杆机构12来实现对叠层弹簧压缩量的调整，从而来改变叠层弹簧的刚度与阻尼性能。

Claims (10)

1、一种风力发电机组齿轮箱用减振支撑方法，其特征在于：采用一种浮动支撑方式，将风力发电机组齿轮箱伸出臂置于“回”字形框架式减振支撑座内，并固定于“回”字形框架式减振支撑座内的上下两个弹性体之间，使风力发电机组齿轮箱伸出臂上下处于两弹性体之间的浮动弹性支撑状态。
2、根据权利要求1所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑方法，其特征在于：减振支撑座通过紧固件固定于主机架上，安装时使上减振弹性体和下减振弹性体产生一定的预压缩量，且预压缩量通过调整装置来调节，使齿轮箱正常工作时在预压缩量的范围内振动。
3、一种风力发电机组齿轮箱用减振支撑装置，包括减振支撑座和减振弹性体，且减振弹性体安装在减振支撑座内，其特征在于：所述的减振支撑座为框架式结构，由一个U型框和一个横梁形成一个“回”字形框架，在“回”字形框架内上下分别设有上减振弹性体和下减振弹性体，风力发电机组齿轮箱伸出臂安装于上减振弹性体和下减振弹性体之间，形成一种弹性浮动支撑。
4、根据权利要求3所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的横梁与U形框通过紧固件连接在一起，并对上减振弹性体和下减振弹性体实现径向预压缩。
5、根据权利要求4所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的上减振弹性体和下减振弹性体径向预压缩量根据载荷大小为载荷量的5％～35％之间。
6、根据权利要求3所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的齿轮箱伸出臂放置于上减振弹性体和下减振弹性体之间。
7、根据权利要求3所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的上减振弹性体和下减振弹性体为由金属板或金属片与弹性层组合形成的叠层弹簧，金属板或金属片通过弹性层相互连接在一起。
8、根据权利要求7所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的叠层弹簧是通过弹性材料与底板和隔板相连接而成的，叠层弹簧的层数至少是2层以上。
9、根据权利要求7所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的叠层弹簧中的底板和隔板的形状为圆形、方形或六边形；金属板与弹性材料的型面是圆弧、方形或直线形。
10、根据权利要求4所述的风力发电机组齿轮箱减振支撑装置，其特征在于：所述的紧固件为双头螺栓；所述的预压缩量通过调节装置调节。
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