CN105673318A - 一种风力发电机的新型轮毂连接机构 - Google Patents
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Abstract
一种风力发电机的新型轮毂结构，属风力发电机领域，其结构包括：轮毂、轮毂/过渡段连接螺栓、过渡段、过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓、变桨轴承外圈、变桨轴承内圈、变桨轴承内圈/叶片连接螺栓、叶片。过渡段上设有开槽，保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓可沿过渡段径向移动。当叶片的叶根直径尺寸发生变动时，因过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓可沿过渡段径向移动，只需要对变桨轴承内圈和变桨轴承外圈进行尺寸更改设计，在轮毂的尺寸保持不变的情况下亦可实现对尺寸变动后的叶片的配套安装，避免了轮毂的重新设计。本发明结构简单，实现同一个轮毂可适配不同尺寸的叶片，增加了风机更换叶片的灵活性，降低了风机风轮的设计成本。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机领域，具体涉及一种风力发电机的新型轮毂连接机构。
背景技术
风力发电因其对资源节约、环境保护的效益十分显著，并且技术较为成熟，现已取得较大的发展。传统风轮轮毂与变桨轴承外圈连接固定一起，变桨轴承内圈与叶片连接固定在一起，风力发电机的风轮部分都是轮毂和叶片统一配套设计，即一种尺寸的轮毂匹配一种尺寸的叶片。当叶片尺寸发生变化时，叶片的叶根直径也往往随之发生变化，此时就要重新设计轮毂尺寸，否则叶片将无法安装到轮毂上。然而，新的轮毂重新设计要经历结构设计、强度分析、优化设计等过程，耗时较长、费用较高。如果找到一种方法，可以使一种尺寸的轮毂适配不同尺寸的叶片，那么将大大缩短风机风轮的设计周期、降低设计成本。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明公开了一种风力发电机的新型轮毂连接机构，包括轮毂、变桨轴承外圈、变桨轴承内圈/叶片连接螺栓连接的变桨轴承内圈和叶片，所述轮毂与变桨轴承外圈之间加装一过渡段。过渡段与轮毂和变桨轴承的外圈均采用螺栓连接的方式进行连接、固定，通过加入过渡段，使得一种尺寸的轮毂可以适配不同尺寸的叶片。
过渡段上有围绕过渡段中轴线均匀分布的螺栓孔，通过轮毂/过渡段连接螺栓与轮毂连接固定在一起。
过渡段上设有沿径向的开槽，可保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓沿径向方向的移动。
过渡段上设有开槽为其中一种方案，如图2左侧所示；也可以采用开一排沿径向的孔的方案，如图2右侧所示。两种方案都能保证过渡段/变桨轴承螺栓可沿径向实现位置变动。
为保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓的受力均匀，过渡段上的开槽/开孔围绕过渡段中轴线均匀分布。
变桨轴承外圈上有围绕变桨轴承外圈中轴线均匀分布的螺栓孔，通过过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓与过渡段连接在一起。
变桨轴承内圈上有围绕变桨轴承内圈中轴线均匀分布的螺栓孔，通过变桨轴承内圈/叶片连接螺栓和叶片连接在一起。
当叶片的尺寸发生变化时，叶片的叶根直径也随之变化。为了保证与叶片的安装配合，变桨轴承的内圈尺寸/外圈尺寸也都要随之变动。但因过渡段上有供过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓径向位置变动的开槽/开孔，所以即使轮毂尺寸保持不变，依然可以保证轮毂通过过渡段实现与变桨轴承外圈的连接固定。
如图1所示，为保证变桨轴承内圈/叶片连接螺栓与螺母的配合，避免变桨轴承内圈/叶片连接螺栓与过渡段的干涉，在轴向尺寸上，变桨轴承外圈的尺寸要大于变桨轴承内圈的尺寸,即变桨轴承外圈要比变桨轴承内圈厚。
本发明可实现一个轮毂连接不同尺寸叶片的效用。在风机需要更换叶片的时候，可更换与旧叶片尺寸不同的新叶片，大大增加了更换叶片时的灵活性；由于某一规格的轮毂可使用不同规格的叶片，在生产轮毂的过程中可实现较大批量的生产制造，从而降低了单个轮毂的生产制造费用；同时在研制新机型的过程中轮毂的重新设计次数减少，降低了研发费用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是过渡段开槽(左)开孔(右)结构示意图；
图3是轮毂与某种规格叶片装配效果图；
图4是轮毂与另一种规格叶片装配效果图；
图号标示：1-轮毂、2-轮毂/过渡段连接螺栓、3-过渡段、4-过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓、5-变桨轴承外圈、6-变桨轴承内圈、7-变桨轴承内圈/叶片连接螺栓、8-叶片。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行具体描述。
如图1所示，本发明所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构包括轮毂1、变桨轴承外圈5、变桨轴承内圈/叶片连接螺栓7连接的变桨轴承内圈6和叶片8，所述轮毂1与变桨轴承外圈5之间加装一过渡段3。
轮毂1与过渡段3上均有螺纹孔，通过轮毂/过渡段连接螺栓2连接固定在一起。
另一种实施方式是轮毂1与过渡段3通过双头螺柱连接固定。变桨轴承外圈5上有围绕变桨轴承外圈5中轴线均匀分布的螺栓孔，通过过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓4与过渡段3连接在一起。
变桨轴承内圈6上有围绕变桨轴承内圈6中轴线均匀分布的螺栓孔，通过变桨轴承内圈/叶片连接螺栓7和叶片8连接在一起。
通过在过渡段3的径向加工开槽，保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓4实现在过渡段3上沿径向的移动。
另一种具体实施方式是在过渡段3的径向加工多个螺栓孔，同时加工出阶梯沉孔。同样可保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓4实现在过渡段3上沿径向的位置变动。
如图1所示，为保证变桨轴承内圈/叶片连接螺栓7与螺母的配合，避免变桨轴承内圈/叶片连接螺栓7与过渡段3的干涉，在轴向尺寸上，变桨轴承外圈5要比变桨轴承内圈6的尺寸大,即变桨轴承外圈5要比变桨轴承内圈6厚。
由于轮毂1通过过渡段3可以连接多种尺寸的叶片8，因此在轮毂1和过渡段3的设计过程中，二者的设计要保证安装最大尺寸叶片时的强度和刚度要求，从而能保证安装其他尺寸的叶片时刚度与强度也可满足需求。
为方便理解实际实施效果，参见图3和图4，为不同尺寸的叶片8连接到某一尺寸轮毂上的装配效果图。图3中的叶片8明显比图4中的叶片8叶根直径大，但因为叶片8是通过过渡段3与轮毂1间接连接在一起的，因此轮毂1的尺寸不需要发生变动即可安装不同尺寸的叶片8。
以上所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种风力发电机的新型轮毂连接机构，包括轮毂(1)、变桨轴承外圈(5)、变桨轴承内圈/叶片连接螺栓(7)连接的变桨轴承内圈(6)和叶片(8)，其特征在于所述轮毂(1)与变桨轴承外圈(5)之间加装一过渡段(3)。
2.如权利要求1所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于所述过渡段(3)上有围绕过渡段(3)中轴线均匀分布的螺栓孔，通过轮毂/过渡段连接螺栓(2)与轮毂(1)连接固定在一起。
3.如权利要求1所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于过渡段(3)上有保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓(4)在过渡段(3)径向实现位置变动的开槽/开孔结构。
4.如权利要求3所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于为保证过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓(4)的受力均匀，过渡段(3)上的开槽/开孔围绕过渡段(3)中轴线均匀分布。
5.如权利要求2所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于过渡段(3)与变桨轴承外圈(5)通过过渡段/变桨轴承外圈连接螺栓(4)连接固定在一起。
6.如权利要求1所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于变桨轴承外圈(5)上有围绕变桨轴承外圈(5)中轴线均匀分布的螺栓孔。
7.如权利要求1所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于变桨轴承内圈(6)上有围绕变桨轴承内圈(6)中轴线均匀分布的螺栓孔。
8.如权利要求6或7所述的一种风力发电机的新型轮毂连接机构，其特征在于沿轴向方向上变桨轴承外圈(5)的尺寸大于变桨轴承内圈(6)的尺寸。
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