CN106787400A - 大功率风力发电机组发电机弹性支撑件及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大功率风力发电机组发电机弹性支撑件及安装方法，下支撑板的正上方是弹性体，弹性体的正上方是上壳，上壳、弹性体和下支撑板的正中间均开有一个上下垂直的Z方向的中心通孔，上壳通过中心通孔紧密套在上芯轴外，弹性体通过中心通孔有间隙地套在上芯轴外，上芯轴下端同轴固定连接下芯轴，下芯轴从上至下有间隙地穿过弹性体和下支撑板正中间的中心通孔，上芯轴通过内部螺纹通孔连接垂直调节螺钉的下段，垂直调节螺钉的顶面上置放一个L形动板，上壳顶面固定连接一块L形定板，动板上方设有在发电机支架侧方的直角板；本发明在水平方向可实现双向位置调节，在垂直位置调节处设计了斜块支撑机构，能快速实现位置调整和精确定位。

Description

大功率风力发电机组发电机弹性支撑件及安装方法

技术领域

本发明属于减振降噪抗冲击件领域，具体涉及一种安装在风力发电机组的发电机底部的弹性支撑件，尤其适用于大于2.0MW的大功率风力发电机组的发电机弹性支撑件，对大功率风力发电机组的发电机起减振作用。

背景技术

为减轻大功率风力发电机工作过程中振动所产生的冲击，以保护设备、提高运行寿命，在大功率风力发电机的底部需要安装若干个弹性支撑件，采用弹性体和调节螺钉来调节，以缓冲振动冲击。现有的大功率风力发电机组弹性支撑件虽然能够实现一个径向位置和轴向位置的调节，但不能满足发电机的输出轴和变速器轴精确地对准，即不能满足在另一个径向位置的调节。在使用过程中，由于发电机的重量较大，给弹性支撑件带来的载荷大，使调节弹性支撑垂直移动的调节螺钉螺纹松动，造成调节位移的变化；弹性支撑中的弹性体在使用过程中的蠕变现象，大大降低了风力发电机组发电机弹性支撑件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种可以对发电机进行两个径向和一个轴向这三个方向的调节并且操作简单、限位方便、使用寿命长的大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，本发明同时还提供该发电机弹性支撑件的安装方法。

本发明大功率风力发电机组发电机弹性支撑件采用的技术方案是：最下部是下支撑板，下支撑板的正上方是弹性体，弹性体的正上方是上壳，上壳、弹性体和下支撑板的正中间均开有一个上下垂直的Z方向的中心通孔，上壳通过中心通孔紧密套在上芯轴外，弹性体通过中心通孔有间隙地套在上芯轴外，上芯轴下端同轴固定连接下芯轴，下芯轴从上至下有间隙地穿过弹性体和下支撑板正中间的中心通孔，下芯轴下端通过组装螺母压紧下支撑板、弹性体和上壳；上芯轴和下芯轴的内部正中心均开有上下贯通的内部螺纹通孔，上芯轴通过内部螺纹通孔连接垂直调节螺钉的下段，垂直调节螺钉的上段向上伸出上芯轴外，在垂直调节螺钉上段的正中心处开有一个多边形内盲孔，垂直调节螺钉的顶面上置放一个L形动板，动板上开有一个对准多边形内盲孔的扳手穿入孔，上壳的顶面固定连接一块L形定板，在动板的水平板的Y水平方向上的两旁侧下方各固定装有一个垂直的支撑板，X水平方向与发电机输出轴同向，Y水平方向与X水平方向相垂直，定板的垂直板和动板的垂直板之间连接锁紧螺杆，动板的上方设有在发电机支架侧方的直角板，直角板沿X、Y水平方向布置，直角板上开有在X方向和Y方向的两个螺纹孔，螺纹孔通过套筒与调节螺栓连接。

本发明大功率风力发电机组发电机弹性支撑件的安装方法采用的技术方案是包括以下步骤：

A、使直角板与发电机支架之间留有可调间隙，多边形扳手通过在发电机支架上开的垂直通孔插入多边形内盲孔中，通过旋转垂直调节螺钉在Z方向上调节发电机的位置；

B、垂直调节螺钉带动动板、双头螺栓及上楔块向上移动，通过旋拧双头螺栓推动上楔块移动，使上楔块的上表面与动板的水平板接触为止，以锁紧螺母对上楔块锁紧；

C、旋拧X方向上的调节螺栓同时向X的正反两个方向移动，推动发电机支架使发电机在X方向上水平移动；旋拧Y方向上的调节螺栓同时向Y的正反两个方向移动，推动发电机支架使发电机在Y方向上水平移动；

D、将固定螺栓穿过垂直通孔、扳手穿入孔，与下芯轴的内部螺纹通孔固定连接。

本发明的技术效果是：本发明在水平方向可实现双向位置调节，在垂直位置调节处设计了斜块支撑机构以及减缓橡胶蠕变的螺栓紧固装置，结构紧凑，减少了设计成本和安装空间；操作简便，能快速实现位置调整和精确定位。本发明提供了一种圆柱限位结构，限位结构简单且能达到限位效果，特有的支撑和紧固结构可以使弹性支撑使用精度增大、使用寿命延长。

附图说明

以下通过附图和具体实施方式详细说明本发明：

图1是本发明与发电机的安装结构示意图；

图2是发电机支架和本发明安装后的主视结构示意图；

图3是图2去掉发电机支架后的俯视结构示意图；

图4是图3中B-B剖视结构示意图；

图5是图4中斜块支撑结构放大示意图；

图6是图2去掉发电机支架后防蠕变锁紧结构示意图；

图中：1.发电机弹性支撑件；2.固定螺栓；3.发电机支架；4.发电机；5.发电机输出轴；6.上芯轴；7.上壳；8.弹性体；9.下支撑板；10.组装螺母；11.下芯轴；12.腰形孔；13.销钉；14.限位柱；15.锁紧螺杆；16.U型孔；17.定板套筒；18.定板；19.下支撑块；20.上楔块；21.调节螺栓；22.套筒；23.直角板；24.动板；25.垂直调节螺钉；26.垂直通孔；27.扳手穿入孔；28.多边形内盲孔；29.套筒；30.调节螺栓；31.锁紧螺母；32.双头螺栓；33.支撑板上的螺纹孔；34.支撑板；35.螺纹孔；36.圆孔；37.销钉；38.环槽；39.螺纹孔；40.垫圈；41.六角头螺栓。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述发电机弹性支撑件1安装在发电机支架3的四角，发电机支架3四角的每个角的底部各安装一个发电机弹性支撑件1，每个发电机弹性支撑件1都通过固定螺栓2与发电机支架3进行锁紧固定。在固定螺栓2锁紧固定之前，对发电机4的径向和轴向实现位置调节，即对水平径向（Y方向）、垂直径向（Z方向）和水平轴向（X方向）这三个方向实现位置调节，发电机输出轴5的中心轴方向与X水平方向同向，Y水平方向与X水平方向相垂直。在固定螺栓2锁紧固定之后，发电机弹性支撑件1能缓冲发电机4运行过程中的振动冲击。

如图2所示，发电机弹性支撑件1的最下部是下支撑板9，下支撑板9的底部开有腰形孔12，通过螺栓和腰形孔12将下支撑板9固定在发电机4的底座上。下支撑板9的正上方是弹性体8，弹性体8的正上方是上壳7，弹性体8夹在上壳7和下支撑板9之间。上壳7、弹性体8和下支撑板9的正中间均开有一个Z方向的上下垂直的中心通孔。

上芯轴6从上至下穿过上壳7和弹性体8正中间的中心通孔，上壳7的中心通孔紧密套在上芯轴6外，并且与上芯轴6固定成一体。弹性体8的中心通孔有间隙地套在上芯轴6外。上芯轴6的下端同轴心地固定连接下芯轴11，下芯轴11与上芯轴6固定成一个整体。下芯轴11从上至下有间隙地穿过弹性体8和下支撑板9正中间的中心通孔，下芯轴11的下端通过组装螺母10从下至上压紧下支撑板9、弹性体8和上壳7。

上芯轴6的外径大于下芯轴11的外径。在上芯轴6和下芯轴11的内部正中心开有上下贯通的内部螺纹通孔，上芯轴6的内部螺纹通孔的内径大于下芯轴11的内部螺纹通孔的内径。

上芯轴6通过内部螺纹通孔连接垂直调节螺钉25的下段，与垂直调节螺钉25下段的外螺纹配合连接。垂直调节螺钉25的上段向上伸出上芯轴6外，通过旋转垂直调节螺钉25可调节垂直调节螺钉25的上下垂直高度位置。

在垂直调节螺钉25上段的正中心处开有一个多边形的内盲孔28，垂直调节螺钉25的顶面上置放一个动板24，同时在内盲孔28的正上方的动板24上开有一个对准该内盲孔28的多边形的扳手穿入孔27，使得具有多边形头部的扳手可经过扳手穿入孔27后向下与内盲孔28配合，通过操作扳手调节垂直调节螺钉25，实现垂直调节螺钉25在Z方向旋转升降，动板24可随垂直调节螺钉25的上下垂直升降同时升降。

上壳7和下支撑板9为正中间均开有中心通孔的锥形金属体，为了安装方便，将上壳7、上芯轴6和下芯轴11加工为一个整体，上芯轴6和下芯轴11的中心轴的布置方向与Z方向一致，即上下垂直。弹性体8使用天然橡胶制成或塑料制成，或由适合的弹性体聚合塑料制成或塑料混合物制成。

如图2、3、4所示，动板24为L形板，L形动板24的垂直板向下延伸。上壳7的顶面通过销钉13固定连接一块L形的定板18。在X水平轴方向上，L形定板18位于上芯轴6和L形动板24的垂直板之间。L形定板18的水平板位于L形动板24的水平板下方并且两者相平行，L形定板18的垂直板向下延伸并且与L形动板24的垂直板相平行。

在动板24的水平板的Y方向上的两旁侧下方各固定安装一个垂直的支撑板34，支撑板34上开有沿Z方向的腰槽，腰槽中装有沿Y方向布置的限位柱14，限位柱14在L形定板18的水平板的下方，并且相对于定板18的水平板，限位柱14能在腰槽中有一上下移动的范围，可调整与定板18的水平板之间的垂直距离。当垂直调节螺钉25带动动板24和支撑板34、限位柱14一起沿Z方向垂直上升，限位柱14被定板18的水平板阻挡向上运动时的位置，该位置即是垂直调节螺钉25上升到的上限位置，因此，限位柱14可限制垂直调节螺钉25的上限极限位置。

如图2，在L形定板18的垂直板和L形动板24的垂直板之间用锁紧螺杆15固定锁紧，锁紧螺杆15的作用是在动板24沿Z方向上升的过程中能限制其沿X方向和Y方向的水平移动。锁紧螺杆15的中心轴沿X方向布置，在L形动板24的垂直板上开有沿Z方向的U型槽16，满足动板24的在上下垂直方向上（Z方向）的移动。定板18的垂直板上开有螺纹孔，定板套筒17与该螺纹孔通过内外螺纹固定，锁紧螺杆15有间隙地穿过U型槽16，同时锁紧螺杆15通过定板套筒17与L形定板18的垂直板固定连接。在锁紧螺杆15上设有圆柱限位台，圆柱限位台紧密贴合在动板24的垂直板的两侧面，以限制动板24在水平方向上的相对固定。

如图2、3、4所示，在动板24的上方设有直角板23，直角板23在发电机支架3的侧方，直角板23沿X、Y方向布置，直角板23和发电机支架3之间留有可调间隙，如图1-4所示，直角板23上开有在X方向和Y方向的两个螺纹孔35。带有内外螺纹的套筒22和套筒29各通过外螺纹与直角板23上的一个螺纹孔35连接，套筒22通过内螺纹与调节螺栓21连接，套筒29通过内螺纹与调节螺栓30连接，旋拧其中的调节螺栓21推动发电机支架3沿X方向移动，同样，旋拧其中的调节螺栓30推动发电机支架3沿Y方向移动。发电机支架3与直角板23在X方向和Y方向之间的间隙为水平可调范围的最大距离，当发电机支架3在水平方向移动到和直角板23接触时，直角板23起到限位的作用。

在发电机支架3上开有垂直通孔26，垂直通孔26在动板24上的扳手穿入孔27的正上方，与扳手穿入孔27的中心轴同轴，垂直通孔26的内径要大于扳手穿入孔27的内径，垂直孔26的内径与扳手穿入孔27的内径之差要大于发电机支架3的水平可调范围，使得当发电机支架3在一定范围水平移动时，垂直通孔26仍然能够对着垂直调节螺钉25上的多边形内盲孔28，使固定螺栓2能够从上至下经过垂直通孔26、扳手穿入孔27后，安装至下芯轴11的内螺纹通孔中。

如图4和图5所示，在L形定板18的水平板与L形动板24的水平板之间是斜块支撑机构，该斜块支撑机构包括下支撑块19、上楔块20、双头螺栓32和锁紧螺母31，下支撑块19的底部或装在定板18的水平板上，或与定板18的水平板固定为一体，下支撑块19的上表面是一个斜面，下支撑块19的上方是上楔块20，上楔块20的下表面是一个斜面，上楔块20的下斜面与下支撑块19的上斜面接触配合，上楔块20通过其下斜面能沿着下支撑块19的上斜面同时在Y方向水平移动和在Z方向垂直移动。

上楔块20通过沿Y方向布置的双头螺栓32连接支撑板34，双头螺栓32一端是多边形端头，另一端上开有环槽38。如图5，开有环槽38的另一端与上楔块20上的螺纹孔39连接，与双头螺栓32垂直的销钉37经上楔块20上开有的圆孔36插入环槽38中，使双头螺栓32在旋转的过程中不会脱落。开有多边形端头的一端穿过支撑板34上开有的螺纹孔33，且通过锁紧螺母31与支撑板34锁紧。双头螺栓32和支撑板34之间的螺纹连接将上楔块20和支撑板34固定在一起，也与动板24固定在一起，因此当垂直调节螺钉25带动动板24上升的过程中，同时带动上楔块20、双头螺栓32一起上升，当上升到一定位置时，通过旋拧双头螺栓32推动上楔块20的下斜面沿着下支撑块19的上斜面移动，直至上楔块20的上表面与L形动板24的水平板下表面接触紧密为止，通过锁紧螺母31对斜块支撑机构进行锁紧，这样，通过斜块支撑机构对动板24的支撑，使本发明发电机弹性支撑件1的受载力分散，进而起到防止垂直调节螺钉25螺纹松动的作用。

如图6和图2所示，在安装本发明发电机弹性支撑件1之前，预先在动板24上施加预定载荷，采用六角头螺栓41和与之匹配的垫圈40，将六角头螺栓41从上至下穿过上芯轴6的内螺纹通孔，并且与下芯轴11的内螺通孔连接进行锁紧，安装本发明时，再将六角头螺栓41和垫圈4拆下，通过提前施加预应力的方法可以减少本发明在使用过程中橡胶蠕变带来的危害。

如图1-6，本发明发电机弹性支撑件1与发电机4安装时，首先通过下支撑板9上的腰形孔12将发电机弹性支撑件1固定在发电机底座上，将发电机弹性支撑件1安装在发电机支架3的四角，且发电机支架3与直角板23之间留有可调间隙。为了沿Z方向上下垂直调节发电机4，将多边形扳手通过发电机支架3上的垂直通孔26插入垂直调节螺钉25中的多边形内盲孔28中，通过旋转垂直调节螺钉25可以保证在发电机重量的情况下在上下垂直的Z方向上调节发电机4的位置，一般调整的范围是15-20mm。

在垂直调节螺钉25上升的过程中，带动动板24、双头螺栓32及上楔块20一起向上移动，当调节到合适的垂直位置处，通过旋拧双头螺栓32推动上楔块20的下斜面沿着下支撑块19的上斜面移动，使上楔块20的上表面与动板24的水平板接触为止，此时即可通过锁紧螺母31对上楔块20进行锁紧，以此锁紧斜块支撑机构。当发电机弹性支撑件1在Z方向上垂直调节到最大位置处时，定板18对支撑板34上的限位柱14的阻挡可控制垂直调节螺钉25上升的极限位置。

为了沿图1中的X方向即水平的轴向和Y方向即水平的径向来水平调节发电机4，旋拧X方向上的调节螺栓21同时向X的正反两个方向移动，以推动发电机支架3使发电机4在X方向上水平移动，当发电机支架3调节到和直角板23接触的位置时，X方向上的直角板23限制其移动，进行限位。因此发电机支架3与直角板23的可调间隙应根据发电机4的工作要求预先设置，发电机4水平调整的可能性在±5mm或±7mm之间。同理，旋拧Y方向上的调节螺栓30同时向Y的正反两个方向移动，通过推动发电机支架3使发电机4在Y方向上水平移动。

在垂直调节和水平调节发电机4的过程中并不拧入固定螺栓2，使发电机支架3和发电机4能够实现位置调整，当位置调节使发电机输出轴5能够对中之后，将固定螺栓2穿过发电机支架3上的垂直通孔26、动板24上的扳手穿入孔27，并与下芯轴11的内部螺纹通孔固定连接，将本发明和发电机4完全固定。

Claims (7)

1.一种大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，最下部是下支撑板（9），其特征是：下支撑板（9）的正上方是弹性体（8），弹性体（8）的正上方是上壳（7），上壳（7）、弹性体（8）和下支撑板（9）的正中间均开有一个上下垂直的Z方向的中心通孔，上壳（7）通过中心通孔紧密套在上芯轴（6）外，弹性体（8）通过中心通孔有间隙地套在上芯轴（6）外，上芯轴（6）下端同轴固定连接下芯轴（11），下芯轴（11）从上至下有间隙地穿过弹性体（8）和下支撑板（9）正中间的中心通孔，下芯轴（11）下端通过组装螺母（10）压紧下支撑板（9）、弹性体（8）和上壳（7）；上芯轴（6）和下芯轴（11）的内部正中心均开有上下贯通的内部螺纹通孔，上芯轴（6）通过内部螺纹通孔连接垂直调节螺钉（25）的下段，垂直调节螺钉（25）的上段向上伸出上芯轴（6）外，在垂直调节螺钉（25）上段的正中心处开有一个多边形内盲孔（28），垂直调节螺钉（25）的顶面上置放一个L形动板（24），动板（24）上开有一个对准多边形内盲孔（28）的扳手穿入孔（27），上壳（7）的顶面固定连接一块L形定板（18），在动板（24）的水平板的Y水平方向上的两旁侧下方各固定装有一个垂直的支撑板（34），定板（18）的垂直板和动板（24）的垂直板之间连接锁紧螺杆（15），动板（24）的上方设有在发电机支架侧方的直角板（23），直角板（23）沿X、Y水平方向布置，X水平方向与发电机输出轴同向，Y水平方向与X水平方向相垂直，直角板（23）上开有在X方向和Y方向的两个螺纹孔（35），螺纹孔（35）通过套筒（22）与调节螺栓（21）连接。

2.根据权利要求1所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，其特征是：在定板（18）的水平板与形动板（24）的水平板之间是斜块支撑机构，该斜块支撑机构包括下支撑块（19）、上楔块（20）、双头螺栓（32）和锁紧螺母（31），上楔块（20）通过其下斜面能沿着下支撑块（19）的上斜面同时在Y方向水平移动和在Z方向垂直移动；上楔块（20）通过锁紧螺母（31）和沿Y方向布置的双头螺栓（32）连接支撑板（34）。

3.根据权利要求2所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，其特征是：双头螺栓（32）一端是多边形端头，另一端上开有环槽（38），开有环槽（38）的另一端与上楔块（20）通过螺纹连接，与双头螺栓（32）垂直的销钉（37）经上楔块（20）上开有的圆孔（36）插入环槽（38）中，开有多边形端头的一端穿过支撑板（34）上开有的螺纹孔（33），且通过锁紧螺母（31）与支撑板（34）锁紧。

4.根据权利要求1所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，其特征是：支撑板（34）上开有沿Z方向的腰槽，腰槽中装有沿Y方向布置的限位柱（14），限位柱（14）在L形定板（18）的水平板的下方，限位柱（14）能在腰槽中上下移动。

5.根据权利要求1所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件，其特征是：上芯轴（6）的外径大于下芯轴（11）的外径，上芯轴（6）的内部螺纹通孔的内径大于下芯轴（11）的内部螺纹通孔的内径。

6.一种如权利要求2所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件的安装方法，其特征是包括以下步骤：

A、使直角板（23）与发电机支架之间留有可调间隙，多边形扳手通过在发电机支架上开的垂直通孔（26）插入多边形内盲孔（28）中，通过旋转垂直调节螺钉（25）在Z方向上调节发电机的位置；

B、垂直调节螺钉（25）带动动板（24）、双头螺栓（32）及上楔块（20）向上移动，通过旋拧双头螺栓（32）推动上楔块（20）移动，使上楔块（20）的上表面与动板（24）的水平板接触为止，用锁紧螺母（31）对上楔块（20）锁紧；

C、旋拧X方向上的调节螺栓同时向X的正反两个方向移动，推动发电机支架使发电机在X方向上水平移动；旋拧Y方向上的调节螺栓同时向Y的正反两个方向移动，推动发电机支架使发电机在Y方向上水平移动；

D、将固定螺栓（2）穿过垂直通孔（26）、扳手穿入孔（27），与下芯轴（11）的内部螺纹通孔固定连接。

7.根据权利要求6所述大功率风力发电机组发电机弹性支撑件的调节方法，其特征是：在安装前，采用六角头螺栓（41）从上至下穿过上芯轴（6）的内螺纹通孔与下芯轴（11）的内螺通孔连接进行锁紧，预先在动板（24）上施加预定载荷。