CN107630970A - 用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧，包括：密封阀座；设置在所述密封阀座上的弹簧本体，所述弹簧本体与所述密封阀座共同限定了液体容纳腔，在所述液体容纳腔内安装有压力弹性膜；以及设置在所述本体部分内的加强件，其中，所述加强件构造成连续式金属骨架。

Description

用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧

技术领域

本发明涉及风力发电机组齿轮箱减震系统领域，具体地涉及一种用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧。

背景技术

近年来，人们积极开发清洁能源，其中风能是一种清洁永续的新能源。随着对风能的不断开发，风力发电技术得到了飞速的发展。随着兆瓦级风力发电机组的不断发展，风机的载荷越来越大。因此，对发电机组的关键零部件的减震也显得尤为重要。

现有技术中的风力发电机组的支撑方式主要采用液压支撑。液压支撑主要用于四点支撑机型，是在传统弹性支撑基础上发展起来的一种新型减震支撑。基于液压支撑的风力发电机组的齿轮箱系统的减震主要采用液体复合弹簧。这种液体复合弹簧安装在风力发电机组的齿轮箱的左右两侧，每侧各一件，主要承受齿轮箱的扭转载荷。其中，齿轮箱左侧下端的液体复合弹簧与右侧上端的液体复合弹簧通过高压软管连通，左侧上端的液体复合弹簧与右侧下端的液体复合弹簧也通过高压软管连通。这种结构的液压支撑在承受扭转载荷时，由于承压的两件弹性体通过高压软管连通，液体不可流动，表现为很大的扭转刚度。而当承受垂向载荷时，两件下端的液体复合弹簧腔内的液体通过高压软管流至上端的液体复合弹簧腔内，表现为很小的垂向刚度和较大的阻尼。

目前，现有技术中的液压支撑的内部加强件采用多层单独的圆形碟片，多层圆形碟片与液压支撑的橡胶本体通过硫化方式形成一体。这种结构的液压支撑提供的刚度有限，且该液压支撑的刚度调整范围较小。而在实际应用中，通常都要将液压支撑的初始内压调的很高，这会使得液压支撑在工作运行时的内压也很大，从而加大了液压支撑的泄露风险。

为了适应大兆瓦机型的发展，就要大幅度增加液压支撑的刚度。而普通的液压支撑的内腔压力不能达到增大刚度的目的，因此，亟需一种既能达到工作时所需的最大刚度，又能增大液压支撑的刚度调整范围的弹性元件。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种用于液压支撑装置的液体复合弹簧。该液体复合弹簧相对于普通的液体弹性元件能够提供更大的刚度，同时增大了液压支撑的刚度调整范围。

为此，根据本发明，提供了一种用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧，包括：密封阀座；设置在所述密封阀座上的弹簧本体，所述弹簧本体与所述密封阀座共同限定了液体容纳腔，在所述液体容纳腔内安装有压力弹性膜；以及设置在所述本体部分内的加强件，其中，所述加强件构造成连续式金属骨架。

在一个优选的实施例中，所述本体部分由橡胶材料制成，所述连续式金属骨架由钢制成。

在一个优选的实施例中，所述金属骨架和所述本体部分通过硫化方式形成一体。

在一个优选的实施例中，所述金属骨架构造成螺旋弹簧。

在一个优选的实施例中，所述螺旋弹簧的内径大于所述压力弹性膜的唇缘的外径。

在一个优选的实施例中，所述螺旋弹簧的高度大于所述压力弹性膜的高度。

在一个优选的实施例中，所述金属骨架由若干碟形弹簧相互连接而成。

在一个优选的实施例中，各所述碟形弹簧的两端中的一端设有折弯部，使得相邻两个碟形弹簧中的一个碟形弹簧的无折弯部的端部与另一个碟形弹簧有折弯部的端部彼此连接。

在一个优选的实施例中，在所述液体复合弹簧的本体部分的顶部设有上板，所述上板设有连接部分，所述连接部分与所述碟形弹簧的折弯部配合连接。

在一个优选的实施例中，所述碟形弹簧的小开口端的直径大于所述压力弹性膜的唇缘的外径，且由若干所述碟形弹簧连接而成的弹簧骨架的高度大于所述压力弹性膜的高度。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧的结构。

图2显示了图1中所示加强件的第一实施例的结构。

图3显示了图1中所示加强件的第二实施例的结构。

图4显示了第二实施例中加强件与上板的连接方式。

图5显示了第二实施例中加强件与上板的另一种连接方式。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

图1显示了根据本发明的用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧100的结构。如图1所示，液体复合弹簧100包括具有圆柱体结构的可压缩的橡胶本体111，橡胶本体111的一个端面(例如下端面)设有空腔113，在空腔113内填充有液体。

如图1所示，在橡胶本体111的的液体容纳腔113内设有压力弹性膜130。压力弹性膜130的外部形状和空腔113的结构相适配，使得压力弹性膜130的外表面与空腔113的内壁相贴合。在压力弹性膜130的端部设有径向向外伸出的唇口部131。该唇口部131大体上形成一个L形的结构。在本发明中，用语“径向”是指沿图1中的水平方向。

另外，在液体复合弹簧100的下端面设有基板121，在基板121上设有压板122。压板122嵌入在橡胶本体111中，基板121与与液体复合弹簧100通过未示出的组装螺钉连接在一起。基板121与压板122通过未示出的组装螺钉压合安装压力弹性膜130的唇口部131，从而形成对空腔113的密封。

此外，在空腔113内且优选地处于基板121的中心位置设有限位件140。限位件140通过连接螺柱(未示出)安装在基板121上，实现对橡胶本体111的限位。

液压支撑装置的液体复合弹簧100的上述结构是本领域所熟知的，在此略去其详细描述。

根据本发明，在橡胶本体111内设有加强件160。如图2所示，根据本发明的第一实施例，加强件160构造成螺旋弹簧112，且螺旋弹簧112由钢制成，并与橡胶本体111通过硫化方式形成一体。这样，大大提高了液体复合弹簧100的弹性性能，在载荷作用下使得螺旋弹簧112对橡胶本体111有更好的限制作用，从而使液压支撑装置能够提供更大的刚度及承载能力。

在本实施例中，螺旋弹簧112的内径设置成大于压力弹性膜130的唇口部131的最大外径，且螺旋弹簧112的高度设置成大于压力弹性膜130的高度。螺旋弹簧112的这种整体式的螺旋钢弹簧结构尤其能够增加液压支撑装置的刚度，同时，增大了液压支撑装置的刚度调整范围，使得液压支撑装置能够很好的适用于更多大兆瓦机型。

图3显示了根据本发明的第二实施例中的碟形弹簧212的结构，在本实施例中，加强件260(图4中所示)由若干碟形弹簧212依次连接而成。如图3所示，碟形弹簧212包括锥形本体部分214，锥形本体214包括大开口端215和小开口端216。碟形弹簧212由钢制成，其结构简单、加工方便、成本低。

图4显示了根据本发明的第二实施例的液体复合弹簧200的结构。如图4所示，多片碟形弹簧212依次连接从而形成连续式金属骨架结构，该金属骨架与橡胶本体211通过硫化方式形成一体，加强件260的这种连续式金属骨架结构大大提高了液体复合弹簧100的弹性性能，同时，在载荷作用下使得碟形弹簧212对橡胶本体211有更好的限制作用，从而使液压支撑装置能够提供更大的刚度及承载能力。

为了便于安装连接，以及保证相互连接的碟形弹簧212之间的连续性与稳固性，在连接时应对上碟形弹簧220和下碟形弹簧230进行限位。为此，在碟形弹簧212的两端中的一端设有折弯部，使得相邻两个碟形弹簧212中的一个碟形弹簧212的无折弯部的端部与另一个碟形弹簧212的有折弯部的端部彼此连接。由此，碟形弹簧212设有两种相适配的结构，包括上碟形弹簧220和下碟形弹簧230。例如，在图4所示实施例中，在上碟形弹簧220的小开口端216设有折弯部221，在下碟形弹簧230的大开口端215设有折弯部231。上碟形弹簧220与下碟形弹簧230通过对应的折弯部221和231依次限位配合连接而形成连续式金属骨架结构的加强件260。碟形弹簧212的这种折弯部的限位结构尤其能够保证加强件260的稳固性，同时，使得加强件260对橡胶本体211起到进一步的限制作用，进一步提高液压支撑装置的刚度及承载能力。

在本实施例中，在橡胶本体111的底部设有下板250。下板250相比较与第一实施例中的压板122，其不同之处在于，下板250设有锥面。如图4所示，下板250设置成平板状，在下板250的一端面(图4中上端面)设有圆柱体部分251。在下板250的设有圆柱体部分251的端面设有圆柱形腔体252，在圆柱形腔体252的底部设有沿径向延伸的凹槽253，凹槽253用于压合安装压力弹性膜130的唇口部131。碟形弹簧212硫化连接时，将下碟形弹簧230的小开口端215与下板250的圆柱体部分251配合连接。下板250的这种结构能够很好地保证压力弹性膜130与橡胶本体111之间的密封性能。

另外，在本实施例中，在橡胶本体111的顶部设有上板170。如图4所示，上板170设置成平板状，在上板170的中心设有用于与橡胶本体111硫化连接的锥形腔体171。在上板170的一端面(图4中下端面)的边缘设有连接部分174，连接部分174设置成台阶形，硫化连接时，下碟形弹簧230的折弯部231与台阶形连接部分174配合连接。上板170的这种结构进一步增强了液体复合弹簧100的支撑刚度和承载压力。

图5显示了碟形弹簧212与上板270的另一种连接方式而形成的液体复合弹簧300的结构。如图5所示，上板270设置成平板状，且在上板270的中心设有圆柱形腔体271，圆柱形腔体271的直径小于碟形弹簧212的小开口端的直径。上板270的一个端面(图5中的下端面)构造成与碟形弹簧212的锥面相对应的锥面272，在锥面272与上板270的下端面之间设有连接部分274。硫化连接时，上碟形弹簧220的折弯部221与连接部分274配合连接。上板270的这种结构同样能够增强液体复合弹簧300的支撑刚度和承载压力。

在本实施例中，如图5所示，碟形弹簧212依次连接形成加强件360，加强件360直接与橡胶本体311硫化连接。碟形弹簧212的这种结构简单，易加工，且安装方便，同样能够增强液体复合弹簧300的支撑刚度和承载压力。

根据本发明的用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧100，其硫化在橡胶本体中的加强件设置成连续式金属骨架结构。相比较于一般的圆形碟片式的隔板结构，根据本发明的连续式加强件结构不仅大大提高了液体复合弹簧100的弹性性能，而且在载荷作用下使得连续式金属骨架结构的加强件对橡胶本体有了更好的限制作用，从而使液压支撑装置能够提供更大的刚度及承载能力。同时，根据本发明的液体复合弹簧100增大了液压支撑装置的刚度调整范围，使得液压支撑装置能够很好的适用于更多大兆瓦机型，拓展了液压支撑装置的应用范围。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于齿轮箱液压支撑装置的液体复合弹簧，包括：

密封阀座(121)；

设置在所述密封阀座上的本体部分(111)，所述本体部分与所述密封阀座共同限定了液体容纳腔，在所述液体容纳腔内安装有压力弹性膜(130)；以及

设置在所述本体部分内的加强件(160)，

其中，所述加强件构造成连续式金属骨架。

2.根据权利要求1所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述本体部分由橡胶材料制成，所述连续式金属骨架由钢制成。

3.根据权利要求2所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述金属骨架和所述本体部分通过硫化方式形成一体。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述金属骨架构造成螺旋弹簧(112)。

5.根据权利要求4所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述螺旋弹簧的内径大于所述压力弹性膜的唇缘的外径。

6.根据权利要求4或5所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述螺旋弹簧的高度大于所述压力弹性膜的高度。

7.根据权利要求1到3中任一项所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述金属骨架由若干碟形弹簧(212)上下叠置而成，各所述碟形弹簧均形成为具有两端的锥形结构。

8.根据权利要求7所述的液体复合弹簧，其特征在于，各所述碟形弹簧的两端中的一端设有折弯部，使得相邻两个碟形弹簧中的一个碟形弹簧的无折弯部的端部与另一个碟形弹簧有折弯部的端部彼此连接。

9.根据权利要求7或8所述的液体复合弹簧，其特征在于，在所述液体复合弹簧的本体部分的顶部设有上板(170)，所述上板设有连接部分(174)，所述连接部分与所述碟形弹簧的折弯部配合连接。

10.根据权利要求8或9所述的液体复合弹簧，其特征在于，所述碟形弹簧的小开口端的直径大于所述压力弹性膜的唇缘的外径，且由若干所述碟形弹簧连接而成的弹簧骨架的高度大于所述压力弹性膜的高度。