CN102235323A - 用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法 - Google Patents

用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102235323A
CN102235323A CN2011101162809A CN201110116280A CN102235323A CN 102235323 A CN102235323 A CN 102235323A CN 2011101162809 A CN2011101162809 A CN 2011101162809A CN 201110116280 A CN201110116280 A CN 201110116280A CN 102235323 A CN102235323 A CN 102235323A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axle
plug
end portion
connected system
seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101162809A
Other languages
English (en)
Inventor
Y·布洛克赫伊斯
E·希丁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN102235323A publication Critical patent/CN102235323A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • F16D1/04—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/05—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法，具体而言，涉及用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的塞轴和/或座轴。塞轴包括用于与轴连接系统中的锥形插座末端部分相接合的锥形插塞末端部分。座轴包括用于与轴连接系统中的锥形插塞末端部分相接合的锥形插座末端部分。本发明还涉及风力涡轮机的轴连接系统。该轴连接系统包括第一轴和第二轴，第一轴包括第一锥形末端部分，第二轴包括第二锥形末端部分。

Description

用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法
技术领域
本发明公开涉及轴，典型地是风力涡轮机的轴。特别是，其涉及风力涡轮机的塞轴和/或座轴。此外，其涉及风力涡轮机中的两个轴的轴连接系统。本发明公开还涉及连接风力涡轮机中的轴的方法。
背景技术
风力发电设备在达到功率生产的经济和生态目标方面越来越变成一个重要因素。在风力发电设备中，功率由风力涡轮机生产，风力涡轮机被风驱动，并将其作用力通过轴系统传递给发电机。存在两个主要的风力涡轮机的概念。一个是直接驱动概念，其中转子轴直接驱动发电机。第二个包括带齿轮箱轴的齿轮箱，齿轮箱轴连接到转子的主轴上，以便将驱动力传递给发电机。
为了传递驱动力，齿轮箱轴和主轴通过轴连接系统而连接。在传统的轴连接系统中，齿轮箱轴和主轴是圆柱形的，并且或者使它们的平端彼此贴靠放置，或者以低的公差将其中一个装配在另一个的内部。在轴连接的地方，围绕轴放置收缩盘。收缩盘施加径向压力，并从而联接两个轴。
然而，在轴的外侧上，例如在齿轮箱和主轴的轴承之间可能有没有太多空间的地方。短的收缩盘可能导致减弱的联接。另外，在传统的连接系统中，轴的居中或保持收缩盘连接的部件，例如其螺栓可能存在问题。
因此，对于改进的风力涡轮机轴和改进的轴连接系统存在需求。
发明内容
按照上面所述，根据一个方面，提供了一种用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的塞轴。该塞轴包括锥形插塞末端部分，其用于与锥形插座末端部分相接合。锥形插座末端部分是轴连接系统的一部分。
根据另一方面，提供了一种用于在风力涡轮机的轴连接系统中使用的座轴。该座轴包括锥形插座末端部分，其用于与锥形插塞末端部分相接合。锥形插塞末端部分是轴连接系统的一部分。
根据另一方面，提供了一种风力发电设备的轴连接系统。该轴连接系统包括第一轴和第二轴，第一轴包括第一锥形末端部分，并且第二轴包括第二锥形末端部分。
根据又一方面，提供了一种连接风力涡轮机的第一轴和第二轴的方法。该方法包括连接第一轴的锥形末端部分和第二轴的锥形末端部分。
解决技术问题的该轴、系统和方法改进了轴连接。具体地说，可增强联接摩擦力，降低连接的复杂性，并且节省了宝贵的空间和成本。
实施例还涉及用于制造和操作所公开的轴和轴连接系统的方法。这些方法步骤可手动或自动执行，例如由经过合适的软件编程的计算机进行控制，或者由两者或任何其它方式的任何组合来执行。
由从属权利要求、细节描述和附图将明晰本发明的其它方面、优势和特征。
附图说明
在包括参照的附图的说明书的其余部分，将为本领域中的普通技术人员更具体地描述完整且能够实施的发明公开，包括其最佳模式，其中：
图1-4显示了根据本文所述的实施例的塞轴的纵截面图；
图5-7显示了根据本文所述的实施例的座轴的纵截面图；
图8显示了根据本文所述的实施例的插塞-插座式轴连接系统的纵截面图；
图9显示了沿着图8中的剖面线A-A的图8的轴连接系统的横截面图；
图10显示了根据本文所述的实施例的插塞-插座式轴连接系统的纵截面图；
图11显示了根据本文所述的实施例的插塞-插塞式轴连接系统的纵截面图；
图12显示了根据本文所述的实施例的插座-插座式轴连接系统的纵截面图；
图13-15显示了根据本文所述的实施例的轴连接系统的部件的纵截面图。
具体实施方式
现在将详细参考各种示例性实施例，图中图示了其一个或多个示例。各个示例是作为解释而提供的，而并不意味着作为限制。例如，作为一个实施例的一部分而显示或描述的特征可用在其它实施例上或结合其它实施例使用，以产生更进一步的实施例。本发明公开意图包括此类改型和变体。
在图纸的以下描述中，相同的标号指相同的构件。总地说来，只描述了关于单个实施例的差异。图中所示的结构没有按真实比例来描绘，而只是用于更好地理解实施例。
本文使用的用语“塞轴”指其外表面至少部分地成锥形的轴。此外，本文使用的用语“锥形插塞末端部分”指塞轴的锥形部分。类似地，本文使用的用语“座轴”指其内表面至少部分地成锥形的轴。此外，本文使用的用语“锥形插座末端部分”或“锥形孔”指座轴的锥形部分。用语“锥形末端部分”可指锥形插塞末端部分或锥形插座末端部分。这里“内”和“外”应相对于轴线进行理解。背离轴线的径向方向被称为径向向外方向，并且指向轴线的径向方向被称为径向向内方向。典型地，诸如轴或其一部分的物体的外表面在径向向外方向上比物体的内表面更远离轴线。此外，物体表面的法向矢量是背离物体的矢量。因而物体的外表面典型地具有平均或中间法向矢量，其具有径向向外方向上的分量。类似地，物体的内表面具有平均或中间法向矢量，其具有径向向内方向上的分量。
图1图示了塞轴100的一个实施例。塞轴包括锥形插塞末端部分110。锥形插塞末端部分110适合于接合锥形插座末端部分。如将在后文中所述，此类锥形插座末端部分可以是座轴或双座连接器的一部分。
此外，塞轴100具有外表面120。锥形插塞末端部分110具有锥形外表面112，其为外表面120的一部分。锥形外表面112可为例如100mm至600mm长，典型地为200mm至500mm，例如300mm。平均轴径可以是例如200mm至1000mm，典型地为500至800mm，例如650mm。这些数值可能与例如1.5MW或2.4MW风力发电设备相关。通常，如公式Mt＝1/2πpμDave 2L规定的那样，扭矩Mt与锥形表面的长度(接触长度L)和轴平均直径Dave的平方成比例。其中p是接触压力，且μ是摩擦系数。接触长度L和平均直径是用于扭矩传递能力的相关尺寸。这些尺寸越大，可传递的扭矩越高。例如，在1.5MW设备中，扭矩可以是Mt＝2400kNm。轴典型地由高强度材料，例如钢或其它铸件制成。这些高强度材料例如可能具有0.05至0.25的摩擦系数μ，典型地为0.1至0.2，例如0.15。
在图1中，外表面120具有与轴线1平行的同轴表面部分124和与轴线1垂直的径向表面部分122。在图1中所示的实施例中，径向表面部分122从轴主体部分限定出锥形插塞末端部分110。在一些实施例中，塞轴100没有径向表面部分122。图6中图示了塞轴100的此类实施例。
在一些实施例中，如图1中所示，塞轴还包括塞轴紧固部分130。塞轴紧固部分130可适合于将塞轴固定到座轴上。在其它实施例中，塞轴紧固部分适合于通过双座连接器而将塞轴固定到第二塞轴上。塞轴紧固部分130布置在外表面120上。在图1中，塞轴紧固部分130布置在同轴表面部分124中。在图3和图4中所示的其它实施例中，塞轴紧固部分130布置在径向表面部分122中。
塞轴紧固部分可为环向槽或沟渠或通道。备选地，塞轴紧固部分可为外表面120中的一个凹穴或多个凹穴，例如钻孔等等。又备选地，塞轴紧固部分可为外表面120中的突出物，例如带有供紧固装置穿过的同轴孔的突出物。塞轴紧固部分可适合于通过例如环、螺栓、螺钉或其它紧固装置将塞轴固定到第二轴上。
如图1和图3中所示，塞轴100可具有内表面140。换句话说，塞轴100可为空心的。图2和图4显示了塞轴100的其它实施例，其中塞轴是实心的，或者填充了材料。在图1-4中所示的实施例中，塞轴100具有前表面150，前表面150在图1和图3中是环状的，而在图2和图4中是圆形的。备选地，塞轴可为尖的，在这种情况下将基本不存在前表面。这里，“基本不存在”意味着在微观的尺度上，塞轴的顶端不一定是尖的。例如，“前表面”可能仍然存在，但其比轴的直径至少小两个数量级。
塞轴可为风力涡轮机的齿轮箱轴或发电机轴。塞轴可为风力涡轮机的主轴。
相对于塞轴的轴线进行测量的锥形插塞末端部分110的锥度角大于0°。在一些实施例中，锥度角是0.5°至30°，更典型地为1°至10°，甚至更典型地为2°至6°，例如4°。小的锥度角提供了更长的锥形外表面112，从而增加了与相对应的插座末端部分接合时的摩擦力。
图5图示了座轴200的一个实施例。座轴包括锥形插座末端部分210。锥形插座末端部分210适合于接合锥形插塞末端部分，例如上述锥形插塞末端部分110。
锥形插座末端部分210具有锥形内表面212。锥形内表面212可为例如100mm至600mm长，典型地是200mm至500mm，例如300mm。平均轴径可为例如200mm至1000mm，典型地是500至800mm，例如650mm。这些数值可能与例如1.5MW或2.4MW风力发电设备相关。在图5中，锥形内表面212是内表面240的一部分。在图5的实施例中，座轴200是空心的。图6显示了座轴200的另一实施例，其中座轴是实心的或填充了材料。在图6中，锥形内表面212形成了整个内表面。在图6中所示的实施例中，座轴200具有内前表面250。此内前表面250在图6中所示的实施例中是圆形的。锥形插座末端部分210也被称为锥形孔。图7图示了其中座轴是空心的实施例，其与图5的实施例是相似的，但具有在形状上是环形的内前表面250。内前表面250可用作例如用于纵向校准的停止位置。
此外，座轴200可具有外表面220。在一些实施例中，如图5、图6和图7中所示，座轴还包括座轴紧固部分230。座轴紧固部分可适合于将座轴固定到塞轴上。座轴紧固部分可布置在外表面220上。在图5、图6和图7中，座轴紧固部分230布置在锥形插座末端部分210中，如果座轴外面的空间有限这可能是有利的。备选地，座轴紧固部分可布置在座轴的主体部分中。
座轴紧固部分可为环向槽或沟渠或通道。备选地，座轴紧固部分可为位于外表面中的一个凹穴或多个凹穴，例如钻孔等等。又备选地，座轴紧固部分可为外表面中的突出物，例如带有供紧固装置穿过的同轴孔的突出物。座轴紧固部分可适合于通过例如环、螺栓、螺钉或其它紧固装置将座轴固定到第二轴上，例如塞轴上。
座轴可为风力涡轮机的主轴。座轴可为风力涡轮机的齿轮箱轴。
相对于座轴的轴线进行测量的锥形插座末端部分220的锥度角大于0°。在一些实施例中，锥度角是0.5°至30°，更典型地为1°至10°，甚至更典型地为2°至6°，例如4°。小的锥度角提供了更长的锥形内表面212，从而增加了与相对应的插塞末端部分相接合时的摩擦力。
根据进一步的实施例，提供了一种轴紧固件。该轴紧固件可适合于用作插塞-插座式轴紧固件以紧固塞轴和座轴，或用作插塞-插塞式轴紧固件以紧固第一塞轴和第二塞轴，或用作插座-插座式轴紧固件以紧固第一座轴和第二座轴。轴紧固件典型地施加同轴作用力，从而紧固两个相应的轴。在其它实施例中，轴紧固件可额外或备选地提供径向力。轴紧固件可包括第一和/或第二环向轴夹具，例如第一和/或第二轴环。在一些实施例中，轴紧固件包括固定部分，例如紧固装置，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。固定部分可连接环向轴夹具，或者适合于直接连接到轴的轴紧固装置，例如钻孔上。轴紧固件的进一步的实施例由夹具系统等来提供。例如，夹具系统可适合于连接用作相应轴的轴紧固装置的突出物。
图13-15显示了根据本文所述的实施例的轴紧固件的纵截面图。在图13-15中，轴紧固件是环状的，但未显示环的下面部分。图13中所示的轴紧固件包括通过螺栓318连接的两个轴环314，316，以及间隔环319。间隔环319典型地由两个半环制成。类似地，两个轴环314和316典型地由两个半环制成。间隔环319防止轴环314，316在由螺栓318施加的作用力下发生弯曲。此外，装配和装配顺序的终结由间隔环319来限定，其预限定了锥形部分之间的夹紧力。如图14和图15中所示，间隔环319的功能可备选地集成到轴环314，316中。因此不需要额外的部件。在图14中，轴环314，316包括它们最外面部分中的纵向突出物，该突出物形成环状结构。在图15中，轴环314，316得到加强，因为在与轴紧固装置相接合的该部分的外部，突出物在整个轴环厚度上延伸，这将在后文中进行描述。
图13-15中所示的轴紧固件的实施例可与本文所述的任何实施例相结合。虽然图8和图10显示了与图13中相似的轴紧固件，图6显示了与图15中相似的轴紧固件，并且图12显示了与图14中相似的轴紧固件，但是应该懂得，这些选择仅仅用于举例说明的目的，而且可替代地使用根据本文所述实施例的任何轴紧固件。
根据进一步的实施例，提供了一种风力涡轮机的轴连接系统。图8显示了轴连接系统的一个实施例，即插塞-插座式轴连接系统300，其包括参照图1所述的塞轴100和参照图5所述的座轴200。在进一步的实施例中，轴连接系统中包括不同的塞轴(例如参照图2-4所述的塞轴100)和/或不同的座轴(例如参照图6所述的座轴200)。
在图8中，塞轴100的锥形插塞末端部分110与座轴200的锥形插座末端部分210相接合。锥形外表面112至少部分地与锥形内表面212相接触。接触表面部分形成用于联接轴的摩擦区域。因为此摩擦区域不在外部，而位于轴连接系统的内部，所以外部有限的空间不会限制摩擦区域的大小。摩擦区域的大小取决于轴的锥度角。在风力发电设备的风力涡轮机中可能需要大的摩擦力来联接轴，因为所涉及的扭矩也可能很大。锥度角典型地是基本相同的，其意味着对于L＞400mm的接触长度，锥度角典型地是相同的，至多1°以内，例如±5’。
通过它们末端部分的锥度，两个轴在接合时相对彼此自动居中。此外，对于轴连接系统需要少量部件，其不一定需要收缩盘，并因此也被称为缩紧配合连接或自动缩紧配合连接。
根据一些实施例，如图8中所示，轴连接系统300还包括轴紧固件，其可用作插塞-插座式轴紧固件3103，其使塞轴100和座轴200固定。在典型的实施例中，插塞-插座式轴紧固件3103与塞轴紧固装置130和座轴紧固装置230相接合，以紧固塞轴100和座轴200。插塞-插座式轴紧固件3103典型地施加同轴的作用力。换句话说，插塞-插座式轴紧固件3103将两个轴拉在一起，使得它们的锥形末端部分110和210紧紧地连接起来。备选地，可使用插塞-插座式轴紧固件，其额外地或备选地施加径向力，例如类似于传统的收缩盘。
在一些实施例中，插塞-插座式轴紧固件3103包括环向座轴夹具，例如图8和图9所示的座轴环3141。座轴环3141可具有同轴孔，用于供紧固装置318穿过其中，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。如图9中所示，座轴环314可包括或由两个半环形成，两个半环通过紧固装置414而连接在一起，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。座轴环3141与座轴紧固部分230相接合。在一些实施例中，如图8和图9中所示，座轴环3141与环向座轴槽230相接合并在其中延伸。座轴环3141可在其内部和环向座轴槽230的底部之间提供间隙324。此类间隙可在不损害座轴环的功能性的条件下提供便于更容易设置、维护与操作的公差。具体地说，当锥形部分210由于缩紧连接而可能径向向外变形时，间隙可有助于防止螺栓318的弯曲。利用如图15中所示加强的轴紧固件可减少这种变形。
在一些实施例中，插塞-插座式轴紧固件3103还可包括环向塞轴夹具，例如图8中所示的塞轴环3162。塞轴环3162可与座轴环3141是相同的或相似的。具体地说，塞轴环3162可具有同轴孔，用于供紧固装置318穿过其中，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。塞轴环3162可包括或由两个半环形成，两个半环通过紧固装置而连接在一起，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。塞轴环3162与塞轴紧固部分130相接合。在一些实施例中，如图8中所示，塞轴环3162与环向塞轴槽130相接合并在其中延伸。塞轴环3162可在其内部和环向塞轴槽130的底部之间提供间隙326。上面已经讨论了间隙的一些优势，其在这里是相同的。
插塞-插座式紧固件3103还可包括固定部分，例如螺栓或螺钉，可能带有螺母。在一些实施例中，如图8中所示，固定部分是螺栓318，其将座轴环3141和塞轴环3162连接起来。插塞-插座式轴紧固件3103还可包括间隔环319。
在其它实施例中，如图10中所示，轴连接系统300包括如参照图3所述的塞轴100和如参照图5所述的座轴200。插塞-插座式轴紧固件3103包括如前文所述的座轴环3141。插塞-插座式轴紧固件3103还包括固定部分，例如螺钉318。如图10中所示，螺钉可被驱动到径向表面部分122中的钻孔1302中，从而将座轴环3141和钻孔1302连接起来。在图10中，插塞-插座式轴紧固件3103包括间隔环319。在本文所述的实施例中，出于维护目的可以很容易地接近插塞-插座式紧固件3103的所有部件。
在进一步的实施例中，环向座轴夹具和/或环向塞轴夹具可与相对应的轴一体结合。在此情况下，环向座轴夹具可能与座轴紧固部分是相同的，例如呈突出物的形式。类似地，环向塞轴夹具可能与塞轴紧固部分是相同的，例如呈突出物的形式。这样插塞-插座式轴紧固件3103可由固定部分组成，例如呈螺栓或夹具的形式。虽然需要较少的部件，但是公差更小，因为没有间隙324，326。
根据进一步的实施例，提供了一种风力涡轮机。风力涡轮机通常可为风力发电设备的风力涡轮机，典型地是工业风力发电设备，其生产将供给地方、国家或国际电力网的电功率。风力涡轮机包括如本文所述的轴连接系统300。风力涡轮机还可包括主轴承365和带有齿轮箱轴承355的齿轮箱350，如图8和图10中所示。在其它实施例中，塞轴和座轴，例如齿轮箱轴和主轴的作用是可分别互换的。在备选实施例中，风力涡轮机包括如以下参照图11所述的轴连接系统500，或如以下参照图12所述的轴连接系统800。
根据进一步的实施例，本发明提供了一种双座连接器680。如图11中所示，双座连接器680包括用于与第一锥形插塞末端部分相接合的第一锥形插座末端部分682，以及用于与第二锥形插塞末端部分相接合的第二锥形插座末端部分683。双座连接器680可适合于环向于第一和第二塞轴。双座连接器680可以是双插座环。双座连接器680可具有用于供紧固装置318穿过其中的同轴的通孔。
根据进一步的实施例，提供了一种轴连接系统。如图11中所示，轴连接系统可为插塞-插塞式轴连接系统500。该插塞-插塞式轴连接系统500包括第一塞轴100和第二塞轴600，第一塞轴包括第一锥形插塞末端部分110，第二塞轴包括第二锥形插塞末端部分610。根据一些实施例，第一和第二塞轴是彼此相似的或甚至相同的，或者至少包括相似或相同的锥形插塞末端部分。然而在其它实施例中，它们可能是不同的。
第一塞轴可为齿轮箱轴，第二塞轴可为风力涡轮机的主轴，或者反之。
第二塞轴600可包括至少以下其中一个：带有锥形表面部分612和同轴表面部分624的外表面620、塞轴紧固部分630、内表面640和前表面650。
在典型的实施例中，塞轴连接系统500包括环向双座连接器680，该环向双座连接器680包括与第一锥形插塞末端部分110相接合的第一锥形插座末端部分682以及与第二锥形插塞末端部分610相接合的第二锥形插座末端部分683。
塞轴连接系统还可包括插塞-插塞式轴紧固件3105，其用于紧固第一塞轴100和第二塞轴600。在图11中，除了轴环3142，3162本身而不是间隔环提供在来自固定部分318的压力下抵抗弯曲的稳定性之外，插塞-插塞式轴紧固件3105与参照图8所述的插塞-插座式轴紧固件3103是相似的或相同的。为此目的，轴环3142，3162包括形成环状结构的纵向突出物，其内侧面与轴相接触。插塞-插塞式轴紧固件3105的固定部分318，例如螺栓典型地延伸穿过双座连接器680的通孔，并且将接合相应的塞轴紧固部分130，630的环向塞轴夹具3142，3162连接起来。
根据进一步的实施例，本发明提供了一种双塞连接器780。如图12中所示，双塞连接器780包括用于与第一锥形插座末端部分相接合的第一锥形插塞末端部分782，以及用于与第二锥形插座末端部分相接合的第二锥形插塞末端部分783。双塞连接器780可适合于被第一和第二座轴包封。双座连接器780可为双座盘。双塞连接器780可具有用于供紧固装置穿过其中的同轴的通孔，同轴的通孔典型地设置在其外圆周上。
根据又进一步的实施例，提供了一种插座-插座式轴连接系统800，其包括两个座轴200，700，例如参照图5和图6所述的座轴。轴连接系统还包括双塞连接器780，其包括两个锥形插塞末端部分782，783，它们与两个座轴200，700的相应的锥形插座末端部分210，710相接合。轴连接系统还可包括插座-插座式轴紧固件3104，除了轴环3142，3162本身而非间隔环提供在来自固定部分318的压力下抵抗弯曲的稳定性之外，其与参照图8所述的插塞-插座式轴紧固件3103可为相似的或相同的。为此目的，轴环3142，3162在其最外面部分包括形成环状结构的纵向突出物。插座-插座式轴紧固件3104的固定部分318，例如螺栓典型地延伸穿过双塞连接器780的通孔，并且将与相应的座轴紧固部分230，730相接合的环向座轴夹具3141，3161连接起来。
第一座轴可为齿轮箱轴，第二座轴可为风力涡轮机的主轴，或者反之。
根据进一步的实施例，提供了一种轴连接系统。该轴连接系统包括带有第一锥形末端部分第一轴和带有第二锥形末端部分的第二轴。在一些实施例中，轴连接系统是插塞-插座式轴连接系统，例如参照图8和图10的实施例中所述。在插塞-插座式轴连接系统中，第一轴是塞轴而第二轴是座轴。在其它实施例中，轴连接系统是插塞-插塞式轴连接系统，例如参照图11的实施例中所述。在插塞-插塞式轴连接系统中，第一轴是塞轴并且第二轴也是塞轴。在又其它实施例中，轴连接系统是插座-插座式轴连接系统，例如参照图12的实施例中所述。在插座-插座式轴连接系统中，第一轴是座轴并且第二轴也是座轴。
根据又进一步的实施例，提供了一种连接风力涡轮机的塞轴和座轴的方法。该方法包括使塞轴的锥形插塞末端部分与座轴的锥形插座末端部分相接合。该方法还可包括例如通过轴紧固件而固定塞轴和座轴。
在进一步的实施例中，提供了一种连接风力涡轮机的第一塞轴和第二塞轴的方法。该方法包括使第一塞轴的锥形插塞末端部分和双座连接器的第一锥形插座末端部分相接合，并使第二塞轴的锥形插塞末端部分与双座连接器的第二锥形插座末端部分相接合。该方法还可包括例如通过轴紧固件紧固第一塞轴和第二塞轴。
在进一步的实施例中，提供了一种连接风力涡轮机的第一座轴和第二座轴的方法。该方法包括使第一座轴的锥形插座末端部分和双塞连接器的第一锥形插塞末端部分相接合，并使第二座轴的锥形插座末端部分与双塞连接器的第二锥形插塞末端部分相接合。该方法还可包括例如通过轴紧固件紧固第一座轴和第二座轴。
在再其它实施例中，在风力发电设备的风力涡轮机中使用了根据本文所述任何实施例的塞轴和/或座轴和/或轴连接系统。
上面详细描述了用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法的示例性实施例。系统和方法并不局限于本文所述的特定的实施例，相反，系统的构件和/或方法的步骤可与本文所述的其它构件和/或步骤独立地且分开地利用。例如，塞轴和座轴和连接系统并不只局限于以本文所述的风力涡轮机系统实践。相反，示例性实施例可被实现和利用于许多其它应用中。
虽然在一些图中可能显示了而在其它图中没有显示本发明各种实施例的具体特征，但这仅仅出于方便的目的。根据本发明的原理，附图的任何特征都可与任何其它附图的任何特征结合起来进行参考和/或要求保护。
本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域中的技术人员能够实践本发明，包括制造和利用任何装置或系统，并执行任何所含方法。虽然已经在前文中公开了各种特定的实施例，但是本领域中的技术人员应该认识到权利要求的精神和范围容许实现等效的改型。尤其可将上述实施例的相互不排斥的特征彼此组合起来。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域中的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非不同于权利要求字面语言的结构元件，或者如果其包括与权利要求字面语言无实质差异的等效的结构元件，那么这些其它示例都属于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于风力涡轮机的轴连接系统(300，500)中的塞轴(100，600)，所述塞轴包括：
锥形插塞末端部分(110，610)，其用于与所述轴连接系统中的锥形插座末端部分(210，710，682，683)相接合。
2.根据权利要求1所述的塞轴，其特征在于，所述塞轴还包括：
塞轴紧固部分(130，630)，其用于将所述塞轴紧固到所述轴连接系统中的所述锥形插座末端部分上，其中所述塞轴紧固部分典型地是所述塞轴的外表面(120，620)中的环向槽。
3.一种用于风力涡轮机的轴连接系统(300，800)中的座轴(200，700)，所述座轴包括：
锥形插座末端部分(210，710)，其用于与所述轴连接系统中的锥形插塞末端部分(110，610，782，783)相接合。
4.根据权利要求3所述的座轴，其特征在于，所述座轴还包括：
座轴紧固部分(230，730)，其用于将所述座轴紧固到所述轴连接系统中的所述锥形插塞末端部分上，其中所述座轴紧固部分典型地是所述座轴的外表面(220)中的环向槽。
5.一种风力涡轮机的轴连接系统(300，500，800)，包括：
第一轴(100，200，600，700)，其包括第一锥形末端部分(110，210，610，710)；和
第二轴(100，200，600，700)，其包括第二锥形末端部分(110，210，610，710)，其中所述轴连接系统典型地包括：
轴紧固件(3103，3105，3104)，其紧固所述第一轴和所述第二轴。
6.根据权利要求5所述的轴连接系统，其特征在于，所述第一轴是根据权利要求1-2中任一项所述的塞轴(100)，所述第一锥形末端部分是所述锥形插塞末端部分(110)，
所述第二轴是根据权利要求3-4中任一项所述的座轴(200)，所述第二锥形末端部分是所述锥形插座末端部分(210)，且
其中所述第一塞轴(100)的所述锥形插塞末端部分(110)与所述座轴(200)的所述锥形插座末端部分(210)相接合。
7.根据权利要求5所述的轴连接系统，其特征在于，所述第一轴是根据权利要求1-2中任一项所述的第一塞轴(100)，并且所述第二轴是根据权利要求1-2中任一项所述的第二塞轴(600)，并且其中所述轴连接系统还包括：
环向双座连接器(680)，其包括：与所述第一塞轴的第一锥形插塞末端部分(110)相接合的第一锥形插座末端部分(683)，以及与所述第二锥形插塞末端部分(610)相接合的第二锥形插座末端部分(682)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的轴连接系统，其特征在于，所述轴紧固件包括：
与所述第一轴相接合的环向第一轴夹具(3162，3161)；
与所述第二轴相接合的环向第二轴夹具(3141，3142)；和
将所述第一轴夹具和所述第二轴夹具连接起来的固定部分(318)。
9.根据权利要求7所述的轴连接系统，其特征在于，所述轴连接系统还包括：
紧固所述第一塞轴和所述第二塞轴的插塞-插塞式轴紧固件(3105)，
其中所述插塞-插塞式轴紧固件包括：
与所述第一塞轴相接合的第一环向塞轴夹具(3162)；
与第二塞轴相接合的第二环向塞轴夹具(3142)；和
通过所述环向双座连接器而将所述第一塞轴夹具和所述第二塞轴夹具连接起来的固定部分(318)。
10.一种连接风力涡轮机的第一轴和第二轴的方法，所述方法包括：
连接所述第一轴的锥形末端部分和所述第二轴的锥形末端部分，其中所述第一轴典型地是根据权利要求1-2中任一项所述的塞轴或根据权利要求3-4中任一项所述的座轴，所述第二轴典型地是根据权利要求1-2中任一项所述的塞轴或根据权利要求3-4中任一项所述的座轴，并且其中所述第一轴和所述第二轴在连接时典型地形成根据权利要求5-9中任一项所述的轴连接系统。
CN2011101162809A 2010-04-29 2011-04-29 用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法 Pending CN102235323A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/770406 2010-04-29
US12/770,406 US20110269557A1 (en) 2010-04-29 2010-04-29 System and method for connecting shafts of a wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102235323A true CN102235323A (zh) 2011-11-09

Family

ID=44117604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101162809A Pending CN102235323A (zh) 2010-04-29 2011-04-29 用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110269557A1 (zh)
EP (1) EP2383468A1 (zh)
CN (1) CN102235323A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105156485A (zh) * 2015-10-27 2015-12-16 南京金龙新能源汽车研究院有限公司 一种新型传动轴连接法兰
CN107466340A (zh) * 2015-03-30 2017-12-12 利莱森玛电机公司 电机轴与减速齿轮之间的连接结构
CN114922912A (zh) * 2021-02-11 2022-08-19 西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司 风力涡轮机主轴组件

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2594818B1 (de) * 2011-11-15 2014-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Produktionsmaschine mit über Kegelflächen reibschlüssig verbundenem elektrischem Antrieb
US20140099203A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Wind Harvest International, Inc. Mechanical and other improvements of a vertical axis wind turbine
CN103016630A (zh) * 2012-12-20 2013-04-03 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 一种船用功率三分支二级减速斜齿轮传动装置
DE202018104769U1 (de) 2018-08-20 2018-09-06 Heina Meyer Mischgerät zum Vorbereiten einer einsatzfähigen Masse

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1378091A (en) * 1920-04-12 1921-05-17 Einar F Carlsen Shaft-coupling
NL43047C (zh) * 1935-12-13 1900-01-01
US2516472A (en) * 1946-11-30 1950-07-25 Jr Ben F Mackeage Coupling
US2494574A (en) * 1947-06-02 1950-01-17 James F Murphy Coupling device
US3494642A (en) * 1968-01-10 1970-02-10 Kobe Inc Friction-type joint with different moduli of elasticity
JPS55139519A (en) * 1979-04-18 1980-10-31 Yokohama Rubber Co Ltd:The Structure of coupling for duplex shaft
DE2929859A1 (de) * 1979-07-24 1981-02-19 Muellenberg Ralph Anordnung zur verbindung von fluchtenden wellen oder rohrenden mit einem spannsatz
US5421623A (en) * 1994-05-26 1995-06-06 Cassin; Allen E. Friction sealed coupling for pipe
AU7430398A (en) * 1997-04-14 1998-11-11 Sit S.P.A. Device for locking a mechanical member onto a shaft
DE102007056487A1 (de) * 2007-11-22 2009-05-28 Wilhelm Landwehr Wellenverbindung
US20090279946A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Honeywell International Inc. Shaft coupling device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107466340A (zh) * 2015-03-30 2017-12-12 利莱森玛电机公司 电机轴与减速齿轮之间的连接结构
CN105156485A (zh) * 2015-10-27 2015-12-16 南京金龙新能源汽车研究院有限公司 一种新型传动轴连接法兰
CN114922912A (zh) * 2021-02-11 2022-08-19 西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司 风力涡轮机主轴组件

Also Published As

Publication number Publication date
US20110269557A1 (en) 2011-11-03
EP2383468A1 (en) 2011-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102235323A (zh) 用于连接风力涡轮机的轴的系统和方法
CA2441283C (en) Connecting flange for tubular components
CN203656142U (zh) 传动轴抗弯矩机构
US20120114425A1 (en) Transition coupling between cylindrical drive shaft and helical pile shaft
WO2011122349A1 (ja) 鋼管杭の機械式継手構造
KR20150110336A (ko) 콘크리트말뚝 연결장치 및 방법
US20030159839A1 (en) Tubular pipe helix blade system
US20150082720A1 (en) Wind turbine foundation
CN102383423A (zh) 预制桩接桩结构
CN205841537U (zh) 一种用于驱动电机输出轴上的连接件
CN106567598A (zh) 可快速拆卸的电杆组合体及其组装方法
CN201513138U (zh) 卡环式钻杆接头
CN104847765A (zh) 承载轴、导向轴、销轴、臂架及其装配方法和起重机
KR20110044720A (ko) 이경 복합말뚝
CN205369722U (zh) 直插式免套丝钢筋连接套筒
CN202265824U (zh) 预制桩接桩结构
CN207421110U (zh) 空心机械传动轴
CN202265825U (zh) 预制桩接桩结构
CN201138269Y (zh) 风力发电机试验装置
KR102138666B1 (ko) 콘크리트파일용 연결유니트
WO2003074794A1 (en) Tubular pipe helix blade system
CN210661072U (zh) 一种高速双列轴承套圈连接结构
CN201554382U (zh) 钻孔桩机的转杆连接装置
CN217682900U (zh) 大负载联轴器
CN210240337U (zh) 一种长轴联接传动结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111109