CN102536685A - 一种紧凑型的风力发电机组传动链装置 - Google Patents

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杨怀宇
陈波
覃盛琼
孙黎翔
张蕾
李巍伟
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Abstract

本发明是一种紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：它包括主轴、一个独立设置的主轴承、机舱座、传动齿轮箱和发电机；所述的主轴承为双列圆锥滚子轴承，主轴承设在主轴上，主轴与主轴承内圈之间进行过盈配合，主轴承的外圈内置于机舱座并与机舱座固定连接，机舱座作为主轴承的支撑座，与主轴承外圈之间采用过渡配合；主轴的两端分别通过法兰与风力发电机的叶轮、传动齿轮箱的输入轴端连接；传动齿轮箱固定设在机舱座上，发电机与传动齿轮箱通过膜片式联轴器连接，机舱座固定在风力发电机的塔筒上。本发明极大的缩短了传动链尺寸，使传动链系统重量更轻、体积更小、成本更低、效率更高。

Description

一种紧凑型的风力发电机组传动链装置
技术领域
本发明涉及一种传动装置，特别是一种紧凑型的风力发电机组传动链装置。
背景技术
随着新能源行业的发展，作为新能源中开发较早的风能，在电网中占据了越来越大的比重。同时，越来越多的风机制造商开发了各种不同的风力发电机主机，目前主要类型共分两种：水平轴和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。为了增强产品在市场上的竞争实力，从传动链设计的改进，到各种零部件不同功能的考虑，都成为风力发电机主机设计改进的不同考虑因素。
根据风力发电机的工作原理，传统风力发电机组传动链系统通常采用如下设计思路：叶轮将风能转化为转动的机械能，机械能通过传动链系统耦合到发电机，产生电能。设计的主要部件包括：叶轮、主轴系统、齿轮箱（增速箱）和发电机。主轴系统，一般包括转子轴、轴承、轴承座及轴承附件；采取单轴承或双轴承的配置是比较传统且比较常用的形式。传统配置的好处在于主轴轴承承受了大部分复杂的风力载荷，除扭矩外，基本上没有其他载荷会传递到齿轮箱里。但这种配置也有其自身的缺点，比如传动链较长，迫使整个风电机组变长，导致运输不便；此外，使用双轴承也导致机组的成本上升，不具备市场竞争力。因而，在小功率的风力发电机中，这种配置比较常见。在大功率的风力发电机中，过长的传动链则意味着更大的体积以及更高的制造成本。随着风电机组向大型化发展，急需设计一种既能保证承载能力，又无需增大机件尺寸的传动结构装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构合理紧凑、传动效率高的紧凑型的风力发电机组传动链装置。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特点是，它包括主轴、一个独立设置的主轴承、机舱座、传动齿轮箱和发电机；所述的主轴承为双列圆锥滚子轴承，主轴承设在主轴上，主轴与主轴承内圈之间进行过盈配合，主轴承的外圈内置于机舱座并与机舱座固定连接，机舱座作为主轴承的支撑座，与主轴承外圈之间采用过渡配合；主轴的两端分别通过法兰与风力发电机的叶轮、传动齿轮箱的输入轴端连接；传动齿轮箱固定设在机舱座上，发电机与传动齿轮箱通过膜片式联轴器连接，机舱座固定在风力发电机的塔筒上。
以上所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置技术方案中，进一步优选的技术方案或特征是：
1、所述的主轴承优选通过热装的方式安装在主轴上。所述的热装方法为现有技术中公开的常规热装方法。
2、所述的主轴承可以采用常规的双列圆锥滚子轴承，优选采用大接触角的双列圆锥滚子轴承，最优选接触角45°双列圆锥滚子轴承。
3、所述的传动齿轮箱优选为两级行星齿轮箱。
4、所述的主轴优选采用中空结构。
本发明采用大接触角双列圆锥滚子轴承结构，超短主轴，机舱座与主轴承装配一体式结构。双列圆锥滚子轴承的两个单列轴承接触点的连线间的距离远远高于一般圆锥滚子轴承，这两个接触点连线的交点可以作为整个轴系中的两个焦点，成为支撑轴系运行的作用点。采用大接触角双列圆锥滚子轴承可以消化来自风轮转动产生的倾覆力矩和径向力、轴向力。超短主轴两端通过法兰分别联接叶轮和齿轮箱的输入轴端；大大缩短了传动力臂。主轴采用中空设计，有效减小机体重量。机舱座与轴承装配一体式结构将主轴承外圈内置于机舱座，轴承通过双头螺柱与机舱座联接，轴承内圈与主轴紧密配合，实现机械能平稳传递；机舱座作为风电机组的完全承载体，可以完全消化来自叶轮转动所产生的各种载荷，减少对齿轮箱的冲击；齿轮箱与发电机的连接采用膜片式联轴器，对发电机起到过载保护的作用。
与传统的单轴承和双轴承式传动链结构相比，本发明紧凑型的风力发电机组传动链装置结构更为合理，它极大的缩短了传动链尺寸，可以使传动链系统重量更轻、体积更小、成本更低、效率更高。
附图说明
图1为发明的一种结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种紧凑型的风力发电机组传动链装置，它包括主轴1、一个独立设置的主轴承2、机舱座3、传动齿轮箱6和发电机5；所述的主轴承2为双列圆锥滚子轴承，主轴承2设在主轴1上，主轴1与主轴承2内圈之间进行过盈配合，主轴承2的外圈内置于机舱座3并与机舱座3固定连接，机舱座3作为主轴承2的支撑座，与主轴承2外圈之间采用过渡配合；主轴1的两端分别通过法兰与风力发电机的叶轮、传动齿轮箱6的输入轴端连接；传动齿轮箱6固定设在机舱座3上，发电机5与传动齿轮箱6通过膜片式联轴器4连接，机舱座3固定在风力发电机的塔筒上。
实施例2，实施例1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置中：所述的主轴承2通过热装的方式安装在主轴1上。
实施例3，实施例1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置中：所述的主轴承2采用接触角45°双列圆锥滚子轴承。
实施例4，实施例1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置中：所述的传动齿轮箱6为两级行星齿轮箱。
实施例5，实施例1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置中：所述的主轴1采用中空设置。

Claims (5)

1.一种紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：它包括主轴、一个独立设置的主轴承、机舱座、传动齿轮箱和发电机；所述的主轴承为双列圆锥滚子轴承，主轴承设在主轴上，主轴与主轴承内圈之间进行过盈配合，主轴承的外圈内置于机舱座并与机舱座固定连接，机舱座作为主轴承的支撑座，与主轴承外圈之间采用过渡配合；主轴的两端分别通过法兰与风力发电机的叶轮、传动齿轮箱的输入轴端连接；传动齿轮箱固定设在机舱座上，发电机与传动齿轮箱通过膜片式联轴器连接，机舱座固定在风力发电机的塔筒上。
2.根据权利要求1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：所述的主轴承通过热装的方式安装在主轴上。
3.根据权利要求1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：所述的主轴承采用接触角45°双列圆锥滚子轴承。
4.根据权利要求1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：所述的传动齿轮箱为两级行星齿轮箱。
5.根据权利要求1所述的紧凑型的风力发电机组传动链装置，其特征在于：所述的主轴采用中空设置。
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