CN103363005B - 一种刚度可调的锥形减振器及其安装调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚度可调的锥形减振器，包括基座、刚度调节装置、弹性体以及高度调节装置；所述基座与主机架连接固定，所述刚度调节装置设置在所述基座内，用于根据发电机的实际工况调节减振器的刚度，以获得最佳的减振效果，保证发电机的正常工作；所述弹性体设置在所述刚度调节装置和高度调节装置之间，用于支撑发电机，发电机的振动通过所述弹性体的缓冲作用后，传递到主机架上的作用力表现为低若干数量级的疲劳振动载荷，起到缓冲减振作用；所述高度调节装置连接固定在所述弹性体上和发电机底座上，用于调节发电机垂直方向的高度，保证发电机的平稳。

Description

一种刚度可调的锥形减振器及其安装调节方法

技术领域

本发明涉及一种减振器，具体涉及一种主要应用于双馈式风力发电机的缓冲与减振，同样也可以适用于机车车辆、船舶、工程机械等设备的锥形减振器，属于减振技术领域。

背景技术

风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比，风力发电不依赖外部能源；风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。随着国际风电市场大型化、离岸化的发展趋势，兆瓦级的大功率风力发电机组将成为主流。大多数风机为双馈式与半直驱式机组，其在运行过程中平稳性非常重要。

风力发电机组正常发电时发电机转子的转速较高，由于设计和结构方面，或者材质不匀，制造安装误差等因素，发电机转子中心惯性轴往往会偏离其旋转轴线，从而使风机产生振动。传动系统中的发电机、主机架以及主轴等在制造过程中的制造误差导致的个体差异，也会影响传动系统的动态性能。当风机在调试或实验的时候，希望能根据实际情况调整产品的刚度，这样就需要减振器有刚度调节功能。

风力发电机用减振器要求设计寿命长，现有的锥形减振器主要由下支撑板、调节螺母、锥形弹簧和圆锥形的罩子组成，减振器由于橡胶的老化以及疲劳载荷的作用下，其刚度会逐渐减小。减振器的刚度发生变化，而其载荷、工况没有改变，势必减振性能也会随着下降。为了保证减振器在其使用寿命期限内有很好的减振效果，就要求减振器具有有刚度调整功能。目前使用的锥形减振器无此功能，难于满足长期使用的要求。现有的锥形减振器可以通过调节螺母提高和降低来调整发电机的高度位置，随着产品的使用时间不断延长，锥形减振器的高度和刚度皆会发生变化，刚度的变化，可能引起系统减振效果的降低，进而影响发电机的正常工作。另外，这种类似的锥形减振器随着机型的不同，载荷的不一样，类型会越来越多，管理的工作量大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题提出一种刚度可调的结构；该锥形减振器可以根据需要可大可小地调节产品的刚度，以适应不同机型的要求，在完成振动测试或使用一段时间后根据测试结果和使用情况对产品的刚度进行调节，可以延长产品的使用寿命以及提高产品的减振效果的锥形减振器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种刚度可调的锥形减振器，包括基座、刚度调节装置、弹性体以及高度调节装置；所述基座与主机架连接固定，所述刚度调节装置设置在所述基座内，用于根据发电机的实际工况调节减振器的刚度，以获得最佳的减振效果，保证发电机的正常工作；所述弹性体设置在所述刚度调节装置和高度调节装置之间，用于支撑发电机，发电机的振动通过所述弹性体的缓冲作用后，传递到主机架上的作用力表现为低若干数量级的疲劳振动载荷，起到缓冲减振作用；所述高度调节装置连接固定在所述弹性体上和发电机底座上，用于调节发电机垂直方向的高度，保证发电机的平稳；通过上述各部件的相互配合，可以保证减振器在其使用寿命期限内有很好的减振效果，进而保证发电机运行过程的平稳性。

在本发明中，所述弹性体包括调高平台、支撑座、弹性橡胶体，所述支撑座上部为倒锥形凹槽，所述调高平台底部设置有角度相同的倒锥形突起，所述弹性橡胶体设置在所述调高平台、支撑座之间，所述调高平台、支撑座与弹性橡胶硫化粘结在一起；所述支撑座倒锥形凹槽底部开设有导向孔；所述调高平台上部开设有高度调节螺孔，所述高度调节螺孔底部开设有固定螺孔。

在本发明中，所述倒锥形凹槽的锥角大小为:30°~85°。

在本发明中，所述倒锥形凹槽的锥角大小为:45°、60°。

在本发明中，所述高度调节装置包括调节块和连接螺杆，所述调节块中心为一通孔，所述连接螺杆穿过所述调节块中心的通孔，所述调节块开设有外螺纹，所述调节块通过外螺纹连接固定在所述调高平台的高度调节螺孔内，所述连接螺杆一端连接固定在发电机底座上，所述连接螺杆另一端连接固定所述调高平台的固定螺孔上，将减振器与发电机连接起来，通过调整所述调节块在所述调高平台的高度调节螺孔内的连接固定位置完成发电机垂向方向的高度调节。

在本发明中，所述调节块上部设置有四个勾槽，方便使用勾型扳手调整所述调节块在所述调高平台的高度调节螺孔内的连接固定位置完成发电机垂向方向的高度调节。

在本发明中，所述刚度调节装置包括滑块、调节螺栓、顶块、弹簧；所述基座设置有安装槽，所述刚度调节装置设置在所述基座的安装槽内，所述滑块上设置有一斜面，所述顶块和滑块以所述斜面为摩擦配合面配合在一起，所述弹簧布置在所述滑块的一端，所述滑块的另一端设置有所述调节螺栓；所述顶块设置在所述支撑座倒锥形凹槽底部导向孔内，所述顶块与导向孔为间隙配合，所述顶块可沿着所述导向孔上、下移动；通过旋进所述调节螺栓，推动所述滑块移动，通过所述斜面推动所述顶块沿所述斜面向上移动，压缩所述弹性体的弹性橡胶体，从而增加了减振器的刚度；通过旋出所述调节螺栓，在所述弹簧的反作用力下，推动所述滑块移动，所述顶块沿所述斜面向下滑动，所述弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，以满足发电机的性能要求。

在本发明中，所述刚度调节装置包括顶块和调节螺栓；所述基座上开设有与所述支撑座倒锥形凹槽底部导向孔相配套的顶块定位槽；所述定位槽内开设有调节螺孔；所述调节螺栓设置在所述调节螺孔内；所述顶块设置在所述导向孔与顶块定位槽内，所述顶块与导向孔为间隙配合，旋进所述调节螺栓可以驱使所述顶块可沿着所述导向孔向上移动，压缩所述弹性体的弹性橡胶体，从而增加了减振器的刚度；旋出所述调节螺栓可以驱使所述顶块可沿着所述导向孔向下移动，所述弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，以满足发电机的性能要求。

在本发明中，所述调节螺栓上设置有锁紧螺母，减振器获得合适的刚度后，通过锁紧螺母预紧，以固定调节螺栓。

本发明还提供一种上述刚度可调的锥形减振器的安装调节方法，包括以下关键步骤：

1）旋紧调节螺栓推动顶块压缩弹性橡胶体，使弹性橡胶体产生一定的预压缩量，为后续调整减振器的刚度提供基础；

2）通过基座使用螺栓将减振器安装固定在主机架上；

3）通过连接螺杆将发电机底座安装固定在弹性体上；

4）使用勾型扳手卡住调节块上部的四个勾槽调整调节块在调高平台的高度调节螺孔内的位置，完成发电机垂向方向的高度调节；

5）根据发电机的性能要求，旋转调节螺栓调整减振器至合适的刚度；若需要增加减振器的刚度，则旋进调节螺栓驱使顶块沿着导向孔向上移动，压缩弹性体的弹性橡胶体，从而增加减振器的刚度；若需要降低减振器的刚度，则旋出调节螺栓使顶块沿着导向孔向下移动，弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，降低减振器的刚度；至此，完成刚度可调的锥形减振器的安装调节。

本发明将发电机与主机架连接在一起，由于橡胶的内摩擦作用，通过本发明的缓冲减振之后，传递到主机架上的作用力表现为低若干数量级的疲劳振动载荷，并且本发明实现了减振器刚度的实时调节，并且可以通过高度调节装置方便地调整被支撑设备的安装高度，使用方便，至少具有下列优点：

1）本发明通过减振器的顶块对橡胶体产生不同的预压缩量使锥形减振器获得不同的刚度，可以根据风力发电机机组调试的实际情况对减振器的刚度进行调整，以获得最优的减振效果。

2）通过改变减振器的刚度，可以消除减振器长期使用情况下刚度变化对机组的影响，从而提高减振器的使用寿命以及机组的可靠性。另外，还可以通过改变锥形减振器的刚度，可对发电机的安装高度进行微调。

3）通过合理的结构设计，增加减振器刚度的调整范围，可适用不同风机的减振要求，易使该类型减振器形成标准化、系列化。

附图说明

图1为本发明实施例一的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例一的俯视结构示意图；

图3为弹性体的结构示意图；

图4为本发明实施例二的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例二的俯视结构示意图

图中：1、连接螺栓，2、调节块，3、弹性体，4、滑块，5、锁紧螺母，6、调节螺栓，7、顶块，8、弹簧，9、基座，10、调高平台，11、弹性橡胶体，12、支撑座，13、导向孔，14、固定螺孔，15、高度调节螺孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如附图所示，一种刚度可调的锥形减振器，包括基座9、刚度调节装置、弹性体以及高度调节装置；基座9与主机架连接固定，刚度调节装置设置在基座9内，用于根据发电机的实际工况调节减振器的刚度，以获得最佳的减振效果，保证发电机的正常工作；弹性体设置在刚度调节装置和高度调节装置之间，用于支撑发电机，发电机的振动通过弹性体的缓冲作用后，传递到主机架上的作用力表现为低若干数量级的疲劳振动载荷，起到缓冲减振作用；高度调节装置连接固定在弹性体上和发电机底座上，用于调节发电机垂直方向的高度，保证发电机的平稳；通过上述各部件的相互配合，可以保证减振器在其使用寿命期限内有很好的减振效果，进而保证发电机运行过程的平稳性。

在本发明中，弹性体包括调高平台10、支撑座12、弹性橡胶体11，支撑座12上部为锥角为45°的倒锥形凹槽，调高平台10底部设置有角度相同的倒锥形突起，当然，在其他实施例中，支撑座12上部的倒锥形凹槽的角度还可以为30°~85°之间的任意角度；弹性橡胶体11设置在调高平台10、支撑座12之间，调高平台10、支撑座12与弹性橡胶硫化粘结在一起；支撑座12倒锥形凹槽底部开设有导向孔13；调高平台10上部开设有高度调节螺孔15，高度调节螺孔15底部开设有固定螺孔14。

在本发明中，高度调节装置包括调节块32和连接螺杆1，调节块32中心为一通孔，连接螺杆1穿过调节块32的通孔，调节块32开设有外螺纹；调节块32通过外螺纹连接固定在调高平台10的高度调节螺孔15内，连接螺杆1一端连接固定在发电机底座上，连接螺杆1另一端连接固定调高平台10的固定螺孔14上，将减振器与发电机连接起来，通过调整调节块32在调高平台10的高度调节螺孔15内的连接固定位置完成发电机垂向方向的高度调节。

在本发明中，调节块32上部设置有四个勾槽，方便使用勾型扳手调整调节块32在调高平台10的高度调节螺孔15内的连接固定位置，从而实现对发电机垂向方向的安装高度调节以及发电机维护过程中得微调。

刚度可调的锥形减振器，其刚度的变化是通过刚度调节装置来实现的，刚度调节装置包括滑块4、调节螺栓6、顶块7、弹簧8；调节螺栓6上设置有锁紧螺母5，基座9设置有安装槽，刚度调节装置设置在基座9的安装槽内，滑块4上设置有一斜面，顶块7和滑块4以斜面为摩擦配合面配合在一起，弹簧8布置在滑块4的一端，滑块4的另一端设置有调节螺栓6；顶块7设置在支撑座12倒锥形凹槽底部导向孔13内，顶块7与导向孔13为间隙配合，顶块7可沿着导向孔13上、下移动；通过旋进调节螺栓6，推动滑块4移动，通过斜面推动顶块7沿斜面向上移动，压缩弹性体的弹性橡胶体11，从而增加了减振器的刚度；通过旋出调节螺栓6，在弹簧8的反作用力下，推动滑块4移动，顶块7沿斜面向下滑动，弹性体的弹性橡胶体11的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，刚度可调的锥形减振器获得合适的刚度后，通过锁紧螺母5预紧，以固定调节螺栓6。

实施例二，与实施例一的不同之处在于，刚度调节装置包括顶块7和调节螺栓6；调节螺栓6上设置有锁紧螺母5，基座9上开设有与支撑座12倒锥形凹槽底部导向孔13相配套的顶块7定位槽；定位槽内开设有调节螺孔；调节螺栓6设置在调节螺孔内；顶块7设置在导向孔13与顶块7定位槽内，顶块7与导向孔13为间隙配合，旋进调节螺栓6可以驱使顶块7可沿着导向孔13向上移动，压缩弹性体的弹性橡胶体11，从而增加了减振器的刚度；旋出调节螺栓6可以驱使顶块7可沿着导向孔13向下移动，弹性体的弹性橡胶体11的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，刚度可调的锥形减振器获得合适的刚度后，通过锁紧螺母5预紧，以固定调节螺栓6。

实施例三，与实施例一、二的不同之处在于，支撑座12上部的倒锥形凹槽的角度为30°。

实施例四，与实施例一、二的不同之处在于，支撑座12上部的倒锥形凹槽的角度为85°。

实施例五，与实施例一、二的不同之处在于，支撑座12上部的倒锥形凹槽的角度为60°。

实施例六，一种上述刚度可调的锥形减振器的安装调节方法，包括以下关键步骤：

1）旋紧调节螺栓6推动顶块7压缩弹性橡胶体11，使弹性橡胶体11产生一定的预压缩量，为后续调整减振器的刚度提供基础；

2）通过基座9使用螺栓将减振器安装固定在主机架上；

3）通过连接螺杆1将发电机底座安装固定在弹性体上；

4）使用勾型扳手卡住调节块32上部的四个勾槽调整调节块32在调高平台10的高度调节螺孔15内的位置，完成发电机垂向方向的高度调节；

5）根据发电机的性能要求，旋转调节螺栓6调整减振器至合适的刚度；若需要增加减振器的刚度，则旋进调节螺栓6推动顶块7沿着导向孔13向上移动，压缩弹性体的弹性橡胶体11，从而增加减振器的刚度；若需要降低减振器的刚度，则旋出调节螺栓6使顶块7沿着导向孔13向下移动，弹性体的弹性橡胶体11的预压缩量减少，降低减振器的刚度；至此，完成刚度可调的锥形减振器的安装调节。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：包括基座、刚度调节装置、弹性体以及连接螺杆；所述基座与主机架连接固定，所述刚度调节装置设置在所述基座内，用于根据发电机的实际工况调整刚度可调的锥形减振器的刚度，以获得最佳的减振效果，保证发电机的正常工作；所述弹性体设置在所述刚度调节装置上方，用于支撑发电机；所述连接螺杆用于将刚度可调的锥形减振器与发电机连接固定，所述连接螺杆一端连接固定在所述弹性体上，所述连接螺杆另一端连接固定在发电机上；发电机的振动通过所述弹性体的缓冲作用后，传递到主机架上的作用力表现为低若干数量级的疲劳振动载荷，起到缓冲减振作用；通过上述各部件的相互配合，可以保证减振器在其使用寿命期限内有很好的减振效果，进而保证发电机运行过程的平稳性；

所述弹性体包括调高平台、支撑座、弹性橡胶体，所述支撑座上部为倒锥形凹槽，所述调高平台底部设置有角度相同的倒锥形突起，所述弹性橡胶体设置在所述调高平台、支撑座之间，所述调高平台、支撑座与弹性橡胶硫化粘结在一起；所述支撑座倒锥形凹槽底部开设有导向孔；所述调高平台上开设有固定螺孔；

所述刚度调节装置包括滑块、调节螺栓、顶块、弹簧；所述基座设置有安装槽，所述刚度调节装置设置在所述基座的安装槽内，所述滑块上设置有一斜面，所述顶块和滑块以所述斜面为摩擦配合面配合在一起，所述弹簧布置在所述滑块的一端，所述滑块的另一端设置有所述调节螺栓；所述顶块设置在所述支撑座倒锥形凹槽底部导向孔内，所述顶块与导向孔为间隙配合，所述顶块可沿着所述导向孔上、下移动；通过旋进所述调节螺栓，推动所述滑块移动，通过所述斜面逼使所述顶块沿所述斜面向上移动，压缩所述弹性体的弹性橡胶体，从而增加了减振器的刚度；通过旋出所述调节螺栓，在所述弹簧的反作用力下，推动所述滑块移动，所述顶块沿所述斜面向下滑动，所述弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，以满足发电机的性能要求。

2.如权利要求1所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述倒锥形凹槽的锥角大小为:30°~85°。

3.如权利要求1所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述倒锥形凹槽的锥角大小为:45°或者60°。

4.如权利要求1所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述调高平台上部开设有与所述固定螺孔同心的高度调节螺孔，所述高度调节螺孔内设置有调节块，所述调节块中心为一通孔，所述连接螺杆穿过所述调节块中心的通孔，所述调节块开设有外螺纹；所述调节块通过外螺纹连接固定在所述调高平台的高度调节螺孔内，通过调整所述调节块在所述调高平台的高度调节螺孔内的连接固定位置来完成发电机垂向方向的高度调节, 保证发电机的平稳姿态。

5.如权利要求4所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述调节块上部设置有四个勾槽，方便使用勾型扳手调整所述调节块在所述调高平台的高度调节螺孔内的连接固定位置完成发电机垂向方向的高度调节。

6.如权利要求1所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述刚度调节装置包括顶块和调节螺栓；所述基座上开设有与所述支撑座倒锥形凹槽底部导向孔相配套的顶块定位槽；所述定位槽内开设有调节螺孔；所述调节螺栓设置在所述调节螺孔内；所述顶块设置在所述导向孔与顶块定位槽内，所述顶块与导向孔为间隙配合，旋进所述调节螺栓可以驱使所述顶块可沿着所述导向孔向上移动，压缩所述弹性体的弹性橡胶体，从而增加了减振器的刚度；旋出所述调节螺栓可以驱使所述顶块可沿着所述导向孔向下移动，所述弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，从而降低了减振器的刚度，以满足发电机的性能要求。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的一种刚度可调的锥形减振器，其特征在于：所述调节螺栓上设置有锁紧螺母，减振器获得合适的刚度后，通过锁紧螺母预紧，以固定调节螺栓。

8.一种如权利要求7所述的刚度可调的锥形减振器的安装调节方法，其特征在于：包括以下关键步骤：

1）旋紧调节螺栓推动顶块压缩弹性橡胶体，使弹性橡胶体产生一定的预压缩量，为后续调整减振器的刚度提供基础；

2）通过基座使用螺栓将减振器安装固定在主机架上；

3）通过连接螺杆将发电机底座安装固定在弹性体上；

4）根据发电机的安装要求调整调节块在调高平台的高度调节螺孔内的位置，完成发电机垂向方向的高度调节；

5）根据发电机的性能要求，旋转调节螺栓调整减振器至合适的刚度；若需要增加减振器的刚度，则旋进调节螺栓驱使顶块沿着导向孔向上移动，压缩弹性体的弹性橡胶体，从而增加减振器的刚度；若需要降低减振器的刚度，则旋出调节螺栓使顶块沿着导向孔向下移动，弹性体的弹性橡胶体的预压缩量减少，降低减振器的刚度；至此，完成刚度可调的锥形减振器的安装调节。